Giáo trình Công nghệ sản xuất bia (Phần 2)

78 Chƣƣơng 3 KỸ THUẬT NẤU BIA Malt đại mạch Nƣớc Nguyên liệu thay thế Nghiền Xử lý Nghiền Ngâm Ngâm Hồ hoá Nấu chín Chế phẩm Enzim Đƣờng hoá Lọc Rửa bã Bã Đƣờng Hoa houblon Nấu hoa Làm nguội Cặn thô Làm lạnh Cặn mịn Lên men chớnh Men tỏi s? d?ng Lên men phụ và tàng trữ Tách men Rửa men Lọc trong Chai Bão hoà CO2 Chiết bock Rửa bock Bock Rửa chai Chiết chai, dập nắp Bia hơi thành phẩm Thanh trùng Dán nhãn, xếp két Bia chai thành phẩm Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 79 Hình 3.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia là một quá trình đa mục tiêu, đa yếu tố. Các mục tiêu cần tối ƣu của quá trình nhiều khi lại mang tính khách quan, nhiều khi không định lƣợng đƣợc. Các yếu tố ảnh hƣởng lại đa phƣƣơng, đa chiều tác động lên các mục tiêu cần tối ƣu. Hƣớng phát triển của công nghệ, tập trung vào một số hƣớng chính sau: - Nghiên cứu các biện pháp nhằm tăng khả năng nẩy mầm, tăng hoạt lực hệ enzym thuỷ phân, rút ngắn thời gian ƣơm mầm, hao tổn chất khô. - Nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm enzym thúc đẩy quá trình công nghệ, tạo ra các chủng nấm men mƣới. Học sinh cần nắm vững các công đoạn trong quá trình nấu dịch đƣờng vƣới hoa houblon, các phản ứng chính xảy ra. Quá trình bao gồm một số công đoạn sauQ: Làm sạch và xay malt, xay nguyên liệu phụ, lọc dung dịch trích ly, đun dung dịch trích ly, đun dung dịch vƣới hoa houblon, làm trong và làm sạch nƣớc nha. 3.1. Xử lý malt Trƣớc khi đƣa vào sản xuất phải làm sạch và đánh bóng malt. 3.1.1. Làm sạch và đánh bóng malt. Malt xuất ra từ kho có lẫn nhiều tạp chất cần phải đƣợc làm sạch và đánh bóng nó. Để làm sạch và đánh bóng malt dùng máy theo nguyên tắc đập và tách rễ hoặc kiểu trục quay ép lên chổi mềm đàn hồi.M 80 Thiết bị kiểu trục quay bao gồm 1 - 3 sàng phẳng, bộ phận nam châm để tách kim loại lẫn trong hạt. 1. sàng rung 2. trống 3. quạt 4. chổi mặt sóng đàn hồi 5. bộ phận điều chỉnh 6. cửa cấp liệu 7. cửa thổi 8. buồng máy Hình 3.3.Máy làm sạch và đánh bóng malt 81 Malt chƣa sạch đổ vào máy qua cửa 6 rơi lên sàng rung. Tạp chất nhỏ và nhẹ tách ra, hạt sạch đƣa vào trống quay 2. Malt bị ép lên mặt đàn hồi 4, bụi đƣợc giữ lại, hạt đƣợc đánh bóng. Hao phí chất khô khoảng 0,5%. 3.1.2.Nghiền malt. Nhiệm vụ của máy nghiền malt là làm vỡ hạt thành nhiều mảnh, tăng diện tích thiếp xúc vƣới nƣớc, tăng khả năng xâm nhập của nƣớc vào các thành phần chất của nội nhũ. Sau này, thúc đẩy quá trình đƣờng hoá và các quá trình thuỷ phân khác đƣợc thuận lợi... Hiện nay có 3 phƣƣơng pháp nghiền: nghềin khô, nghiền ẩm và nghiền ƣớt. +Nghiền khô Vỏ hạt có cấu tạo chủ yếu là xenluloza, linhin, hợp chất polyphenol, chất khoáng và một số chất đắng, chất màu. Xenluloza và linhin không hoà tan trong nƣớc, không bị thay đổi dƣƣới tác dụng của enzym trong malt. Một lƣợng không đáng kể hoà tan trong dịch đƣờng, làm cho bia bị đắng, chát (vỏ càng bị nghiền nhỏ, càng tăng bất lợi). Chính vì thế cố gắng giữ vỏ không bị nghiền là tốt nhất. Nội nhũ của malt chứa tinh bột, dextrin, protein, đƣờng.... Đây chính là nguồn chính cung cấp chất hoà tan cho dịch đƣờng, do đó nghiền nhỏ, mịn thì rất tốt cho quá trình đƣờng hoá, nhƣng lại cản trở quá trình lọc. Trong quá trình ƣơm mầm hệ enzym hoạt động từ phôi sau đó lan toả tƣới cuối hạt. Nhƣ vậy 3 khu vực của hạt có những yêu cầu mức độ nghiền khác nhau, đồng thời còn phụ thuộc vào phƣƣơng pháp lọc bã. Malt sau khi nghiền ở trạng thái khô sẽ tạo thành bột nghiền. Bột nghiền thƣờng đƣợc phân thành 4 loại: vỏ, tấm lớn, tấm bé, bột. Để thực hiện phân loại ta dùng một số loại sàng có kích thƣớc lỗ khác nhau. Để đảm bảo mức độ nghiền ta dùng loại máy có số rulo khác nhau: 2,3,4, 5 hoặc 6 rulo. Rulo nghiền chế tạo bằng thép hoặc gang nhẵn hoặc khía rãnh.  Máy nghiền 6 trục 4 sàng đƣợc dùng khi malt có chất lƣợng kém Loại 6 trục 4 sàng gồm 3 cặp trục và 2 cặp sàng. 2 cặp sàng có kích thƣớc các lỗ giống nhau để tận dụng không gian của máy. 82 Malt đổ vào cặp trục thứ nhất a, malt đƣợc nghiền thô và đỏ xuống cặp sàng b. Vỏ nằm trên sàng b1, bột và tấm xuống sàng b2. Sản phẩm trên sàng b1 đƣa vào cặp trục thứ 2 c để nghiền bổ xung. Sản phẩm trên sàng b2 (tấm lớn) đổ vào sàng b1. Trên sàng b2 đƣa vào nghiền tiếp ở cặp trục e. Cuối cùng ta thu đƣợc sản phẩm nhƣ trên hình vẽ . Hình 3.4.Máy nghiền malt 6 trục 1. vụn nhỏ 2. vỏ 3. vụn thô 4. bột aa, cc, ee: ba cặp trục b, d: hộp sàng b1, b2, d1, d2: sàng b3, d3, d4: đáy phẳng dao động f, f1, f2: cơ cấu lấy mẫu 83 + Nghiền ẩm 1. phễu 2. trục cung cấp 3. cặp trục 4. cung cấp nước 5. bộ phận làm tơi 6. trục 7. bơm 8. truyền động Hình 3.5.Sơ đồ máy nghiền ẩm 84 Hình 3.6.Nguyên lý cấu tạo của máy nghiền ướt Milmaster 1. hệ thống phun nước 2. phễu chứa malt 3. trục cánh khế gạt malt 4. trục nghiền 5. trục đảo bột 6. đường ống dẫn nước để nghiền 7. cửa phun nước rửa thiết bị Phun ẩm nhằm bảo toàn vỏ sau khi nghiền, làm trƣƣơng nở sợi dạng keo ở nội nhũ. Nguyên tắc làm việc tƣƣơng tự các loại trên. Trong quá trình nghiền khô và nghiền ẩm, tỉ lệ các thành phần của bột nghiền nhƣ sau: Vỏ và tấm lớn 30 - 40% Tấm bé và bột 60 - 70%. Khi malt nghiền bằng phun ẩm, một phần nội nhũ dính vào vỏ khó tách. Trong trƣờng hợp này nên đanh gia các thành phần của bột nghiền ẩm theo đơn vị ml /100g vỏ. + Nghiền ƣớt Malt đƣợc nghiền cùng vƣới nƣớc vƣới tỉ lệ phối trộn nhất định Quá trình nghiền ƣớt qua các công đoạn sau: 85 Đổ malt vào phễu, phun nƣớc vào khối hạt theo tỉ lệ 0,7hl/100kg malt. Nhiệt độ nƣớc 30 - 370C. Khối malt ngâm trong 20 phút (hàm ẩm malt đạt 25 - 35 0 C). Tiếp theo nghiền bình thƣờng, sản phẩm trộn vƣới nƣớc tạo ra sữa malt. Trong chế độ nghiền này vỏ hầu nhƣ còn nguyên. Ƣu điểm của phƣƣơng pháp này là rút ngắn thời gian lọc bã từ 10 - 20%. Malt trƣớc khi nghiền đƣợc phun ẩm bổ xung 2% bằng nƣớc nóng. 3.1.3. Nghiền nguyên liệu thay thế Cấu tạo: (nghiền búa) Gồm 1 sàng phân loại hình trụ khuyết, 1 rôto quay, trên rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa lắp nhiều lỡi dao (búa) bằng thép. Hình 3.7. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền búa 1. bulông 2. Lỡi dao (búa) 3. đĩa 4. Trục rôto 5. Sàng dạng hình trụ khuyết 86 Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu đƣợc đa vào phễu nạp liệu, những búa (2) gắn lỏng trên đĩa (3), quay nhờ sự chuyển động của trục (4), những búa này đập vào nguyên liệu làm cho nguyên liệu đập vào thành máy. Thành máy cấu tạo có gân hoặc bằng đá nhám, nhờ vậy nguyên liệu đƣợc làm nhỏ, phần đƣợc làm nhỏ đạt yêu cầu sẽ lọt qua lỗ của sàng (5), theo ống ra ngoài, phần cha đạt yêu cầu đƣợc (4) nâng lên đập tiếp. 3.2. Quá trình thuỷ phân 3.2.1. Cơ sở lý thuyết: Quá trình thuỷ phân là chuyển hoá các thành phần của malt và nguyên liệu thay thế thành những chất hoà tan trong nƣớcQ, trong đó quan trọng nhất là các loại đƣờng và axit amin. Các hợp chất hoà tan trong malt và các nguyên liệu phụ dễ dàng chuyển từ hạt vào nƣớc, mà không cần có tác động của enzym. Trong malt đại mạch, hàm lƣợng chất hoà tan của nguyên liệu phụ chỉ chiếm một lƣợng rất nhỏ. Phần lớn nhất của malt và nguyên liệu phụ (tinh bột, protein) là không tan trong nƣớc. Quá trình chuyển hoá chúng thành những chất hoà tan đều có tác động của enzym. Thực chất của quá trình ở giai đoạn này là sự thuỷ phân các hợp chất cao phân tử dƣƣới sự xúc tác của enzym. 3.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng tƣới quá trình đƣờng hoá Quá trình thuỷ phân protein và đƣờng hoá phụ thuộc vào nhiều yếu tố (nhiệt độ, độ pH, độ pha loãng hỗn hợp thuỷ phân). Dựa vào các yếu tố này để điều chỉnh quá trình thuỷ phân theo hƣớng mong muốn. a. Nhiệt độ Nhiệt độ thuỷ phân là yếu tố quyết định cƣờng độ và hƣớng phát triển các quá trình enzym. Nhiệt độ tăng thì khả năng phản ứng của các phân tử cơ chất cũng tăng. Mỗi enzym đều có nhiệt độ hoặc vùng nhiệt độ tối ƣu riêng. Trong điều kiện đƣờng hoá nguyên liệu, nhiệt độ enzym sẽ có sai khác so vƣới lý thuyết. Điều chỉnh nhiệt độ để điều hoà phản ứng là giai pháp hiệu quả định hƣớng quá trình enzym khi đƣờng hoá nguyên liệu. Giữ nhiệt độ đƣờng hoá ở 63OC, là 87 nhiệt độ tối ƣu đối vƣới hoạt động của enzym  - amylaza, thì một lƣợng maltoza sẽ đƣợc tạo thành, cùng vƣới một lƣợng nhỏ dextrin. Trƣờng hợp giữ nhiệt độ đƣờng hoá ở 70OC, đó là nhiệt độ tối ƣu của enzym  - amylaza, thì quá trình thuỷ phân tinh bột nhanh hơn, nhƣng sản phẩm thuỷ phân lại chủ yếu là dextrin. Nhiệt độ tối ƣu của enzym  - amylaza là 78OC, cao hơn enzym sẽ mất hoạt lực. Để đạt đƣợc tỷ lệ các thành phần trong sản phẩm đƣờng hoá ta có thể điều chỉnh nhiệt độ. Muốn có nƣớc nha chất lƣợng cao, cần tuân thủ nhiệt độ đúng theo quy trình. b. Độ pH Độ pH của dung dịch cháo ảnh hƣởng tƣới động học của quá trình thuỷ phân và đƣờng hoá. ảnh hƣởng trực tiếp đến mức độ ion hoá cơ chất, enzym và độ bền protein của enzym. Mỗi enzym có một độ pH tối ƣu riêng. Ví dụ hoạt lực tối đa của enzym V  - amylaza khi pH = 5, 7 và  - amylaza là 4, 8. Quan hệ giữa độ pH và nhiệt độ là rất quan trọng. Độ pH tối ƣu đối vƣới hoạt động của enzym amylaza phụ thuộc vào nhiệt độ và ngƣợc lại. Cần phải kiểm tra pH trong lúc đƣờng ho á, vì nó sẽ thay đổi vƣới các nguồn nguyên liệu khác nhau. Khi trong hỗn hợp đƣờng hoá K (nguyên liệu và nƣớc) có nhiều nguyên liệu không nẩy mầm thì độ pH thấp hơn khi hỗn hợp đƣờng hoá chỉ có malt và nƣớc. 3.2.3. Sự biến đổi của tinh bột trong quá trình đƣờng hoá Mục đích của quá trình thuỷ phân tinh bột bằng enzym là để phân cách amyloza amylopectin và dextrin bậc cao thành đƣờng đơn giản, dextrin bậc thấp dễ hoà tan. Trong phản ứng này tinh bột là cơ chất, chất xúc tác là nhóm enzym amylaza có sẵn trong malt theo sơ đồ: Tinh bột  dextrin  maltoza. Qua thực nghiệm thấy rằng, khi đƣờng hoá ở nhiệt độ 55  63OC, sản phẩm sẽ cho nhiều maltoza. Tiến hành ở nhiệt độ lớn hơn 63OC, sản phẩm sẽ chứa nhiều dextrin. Tóm lại trong quá trình thuỷ phân tinh bột, nhờ hệ men sẵn có trong malt sẽ cho dextrin khác nhau (khác nhau về số gốc glucoza), do đó đặc tính hoá lý của 88 chúng cũng khác nhau. Để kiểm tra mức độ thuỷ phân tinh bột trong sản xuất ngƣời ta dùng iốt, phản ứng màu xảy ra: Vƣới dextrin có lớn hơn 60 gốc monoza – có màu tím. Vƣới dextrin có 40 – 50 gốc monoza có màu đỏ càphê. Vƣới dextrin nhỏ hơn 40 gốc monoza - không màu. Đối vƣới bia vàng, thành phần dịch đƣờng cần có nhiều maltoza, do đó cần kéo dài đƣờng hoá ở nhiệt độ 6063OC. Tinh bột hồ hoá thì việc thuỷ phân nó dễ dàng hơn. Đễ tạo hồ hoá trƣớc, trong công nghệ ngƣời ta thƣờng đun sôi từng phần khi nấu nguyên liệu. Tuy nhiên sau mỗi lần đun sôi hoạt tính của men sẽ bịgiảm. 3.2.4. Sự biến đổi protein Sự biến đổi protein khi nấu có ảnh hƣởng lớn tƣới công nghệ bia, mặc dù hàm lƣợng protein rất nhỏ. Các protein phân tử nhỏ (axit amin, peptit) làm thức ăn cho nấm men. Các protein phân tử trung bình (albumo, pepton) tham gia vào quá trình tạo vị, tạo bọt và giữ bọt cho bia. Các protein phân tử lớn gây đục cho bia. Quá trình thuỷ phân protit ngay từ khi hạt nảy mầm và tiếp tục khi đƣờng hoá. Các sản phẩm thuỷ phân protein phụ thuộc vào nhiệt độ nấu. ở nhiệt độ 50OC và pH = 5,65, 9 là điều kiện thuận lợi tích tụ các sản phẩm có phân tử lƣợng thấp. Tại nhiệt độ này, nhiều axit amin đƣợc tạo thành nhờ quá trình phân huỷ mạnh protein. Trƣờng hợp nâng nhiệt độ len 60OC, thì kết quả sẽ ngƣợc lại. Trong quá trình thuỷ phân protein và đƣờng hoá, gây ra ngƣng tụ chất đạm. Thời gian giữ ở nhiệt độ cao càng kéo dài, thì sự ngƣng tụ protein càng xảy ra mạnh. Các thành phần protein xuất hiện ở nhiệt độ cao có tác dụng duy trì độ bền của bia. 3.2.5. Các biến đổi lý hoá Ngoài các quá trình enzym xúc tác thuỷ phân các hợp chất cao phân tử trong thời gian đƣờng hoá, còn xảy ra nhiều quá trình quan trọng khác ảnh hƣởng tƣới chất lƣợng bia. a. Sự kết lắng và biến tính protein 89 Trong điều kiện nhiệt độ cao, protein bị kết lắng vì biến tính, bị loại ra khỏi dịch đƣờng, làm tăng độ bền keo của bia, giảm khả năng gây đục, sở dĩ vậy vì protein có tính chất hoá lý khá đặc biệt: - Tính chất lƣỡng tính của protein và axit amin. Protein và axit amin vừa có tính axit vừa có tính bazơ. Tính axit có khả năng cho Proton phản ứng vƣới bazơ tạo thành muối. Tính bazơ thể hiện khả năng nhận Proton, kết hợp vƣới axit để tạo thành muối. Trong dung dịch, ở pH trung tính, axit amin ở dạng ion hƣớng cực; nhóm cacboxyl bị phân ly, nhóm amin bị proton hoá. Tƣƣơng tự nhƣ axit amin, protein cũng là chất điện ly lƣỡng tính. - Tính chất keo của dung dịch protein – cơ chế kết tủa. Khi hoà tan protein trở thành dung dịch keo. Các phân tử keo có kích thƣớc khá lớn, không đi qua mạng bán thấm. Nhờ vậy có thể làm sạch protein khỏi các chất phần tử thấp bằng phƣƣơng pháp thẩm tích. Sau khi protein bị kết tủa, nếu loại bỏ đƣợc yếu tố kết tủa thì dung dịch keo của nó có hai khả năng: Trở lại trạng thái ban đầu (kết tủa thuận nghịchk) và mất hả năng trở lại trạng thái ban đầu (kết tủa không thuận nghịch). b. Sự biến tính của protein Sự biến tính của protein cũng sẽ dẫn tƣới kết tủa, tuy nhiên có một số điểm cần lƣu ý sau khi protein đã biến tính: Độ hoà tan giảm (tạo ra các vệt lơ lửngt). Khả năng giữ nƣớc giảm (dễ kết tủa), mất hoạt tính sinh học, tăng nhậy vƣới enzym proteaza, tăng độ nhớt nội tại và mất khả năng kết tinh. Protein có khả năng biến tính dù thuận nghịch hay khôngP, đều phải loại bỏ triệt để khỏi dịch đƣờng, nhằm làm tăng độ bền keo của bia. c. Sự tạo Melanoit Trong dung dịch này có đƣờng khử và axit amin. Khi nhiệt độ tăng, sự tạo melanoit xẩy ra mạnh. Quá trình này giúp cho việc tạo màu, mùi, vị và bọt cho bia. Đối vƣới bia vàng, phản ứng này cần hạn chế. Phản ứng melanoid, chịu nhiều ảnh hƣởng của 1 số yếu tố: ảnh hƣởng của axit amin, đƣờng, nƣớc, nhiệt độ, độ PH .. 90 Axit amin nhƣ một chất xúc tác ở giai đoạn đầu của phản ứng giữa các hợp chất chứa nhóm cacbonyl và nhóm amin. Mặt khác melanoid - sản phẩm cuối cùng của phản ứng lại là những hợp chất chứa Nitơ. Một phần axitamin tiêu tốn cho sự tồn tại andehit và thoát ra NH3. Amoniac tƣƣơng tác vƣới đƣờng, tạo ra melanoid. Để phản ứng tạo melanoid thực hiện cực đại, thì xung quanh mỗi phần tử Protein phải tạo nên lớp đơn phân glucoza và lớp đơn phân nƣớc. Sự có mặt của nƣớc là điều kiện cần để tiến thành phản ứng, nhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng càng mạnh. ở những vùng nhiệt độ khác nhau, melanoid tạo thành cũng có thành phần, mùi, vị khác nhau. 3.2.6. Sử dụng chế phẩm enzym khi đƣờng hoá Trong sản xuất bia, một số hạt chƣa ƣơm cũng đƣợc dùng để thay thế một phần malt đại mạch, (khoảng  15% ). Nếu vƣới lƣợng nhỏ và malt tốt, thì quá trình thuỷ phân vẫn xảy ra bình thƣờng. Nhƣng nếu lƣợng nguyên liệu chƣa nảy mầm nhiều hoặc khi malt kém, ngƣời ta phải bổ xung thêm chế phẩm men. Để loại trừ những cản trở xảy ra trong quá trình đƣờng hoá, do dộ cứng hạt tinh bột và hoạt lực của hệ enzym không đủ; nguyên liệu cần nghiền thật mịn, kết hợp vƣới xử lý nhiệt ở áp suất cao. Ngày nay, khi lƣợng nguyên liệu thay thế lớn (30  60%), vƣới xử lý thông thƣờng thì lƣợng enzym trong malt không thể đƣờng hoá hết, cần bổ xung hoạt lực enzym từ ngoài vào. Chế phẩm men, ta thƣờng gọi là nấm mốc. Nấm sợi aspergillus oryzae có khả năng sinh tổng hợp một lƣợng lớn amylaza, proteaza, một ít maltaza, ivertaza. Từ các loài vi khuẩn và nấm sợi, bằng phƣƣơng pháp nuôi cấy trong môi trƣờng thích hợp, ngƣời ta đã sản xuất đƣợc nhiều loại chế phẩm dạng thƣƣơng phẩm vƣới độ tinh khiết cao. 3.3. Lọc bã malt 3.3.1. Mục đích quá trình lọc, các bƣớc tiến hành Thành phần cơ học của cháo malt sau khi đƣờng hoá gồm cấu tử không hoà tan của bột nghiền và dung dịch các hợp chất thấp phân tử đƣợc trích ly từ malt. 91 Phần không hoà tan gọi là bã malt và phần hoà tan gọi là dịch đƣờng hay nƣớc nha. Mục đích quá trình lọc bã malt là tách lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bƣớc công nghệ. Phần bã malt cần loại bỏ. Về khối lƣợng, phần bã malt chiếm tỷ lệ nhỏ so vƣới dịch đƣờng. Dùng lƣƣới có kích thƣớc lỗ nhỏ để tách bã. Phần trên lƣƣới là bã, phần qua lƣƣới là dịch đƣờng. Lớp bã malt trên lƣƣới tạo thành lớp lọc phụ. Quá trình lọc bã malt thực hiện theo hai bƣớc: Bƣớc một ép dịch cốt; bƣớc hai là rửa bã để rút hết những phần dinh dƣỡng còn lại trong đó. Quá trình rửa bã dựa theo nguyên tắc khuếch tán. Đầu tiên sự chuyển động của thành phần thấp phân tử vào nƣớc rửa là quá trình khuếch tán nguyên tử. Giai đoạn sauG, khi tiếp tục bổ xung nƣớc rửa, thì chuyển động của các chất hoà tan vào nƣớc rửa sang dạng chuyển động rối. Trong lớp lọc phụ, nhiều khe hở đƣợc tạo thành, làm nhiệm vụ mƣƣơng dẫn cho dịch chảy qua Kích thƣớc khe hổng phụ thuộc mức độ nghiền của nguyên liệu (nghiền thô hay mịn) làm tăng hay giảm tốc độ lọc. Độ nhuyễn cũng ảnh hƣởng tƣới cấu trúc lớp lọc phụ. Malt có độ nhuyễn kém mức độ đƣờng hóa sẽ không triệt để. Trong thành phần bã malt còn có các hạt tinh bột chƣa đƣợc thuỷ phân và còn nhiều dạng keo chƣa đƣợc peptid hoá. Các thành phần này bám trên tấm lọc, cản trở tốc độ thoát của dịch đƣờng. 3.3.2.Kỹ thuật lọc bã malt Thiết bị thông dụng nhất là thùng lọc đáy bằng và máy ép lọc khung bản. +Thùng lọc đáy bằng: Trƣớc khi tiến hành lọc cần làm vệ sinh cẩn thận, kiểm tra độ kín khít của sàn. Cho nƣớc nóng vào các ống dẫn dịch đƣờng 8 Lùa hết không khí ra để chứa đầy khoảng không 2 lớp đáy thùng lọc. Khối cháo trong nồi đƣợc khuấy liên tục. Mở van xả đáy nồi, bơm cháo sang thiết bị lọc, bã đƣợc giàn đều trên mặt đáy. 92 Hình 3.8.Thùng lọc đáy bằng 1. đáy 2. đáy giả dạng lưưới 3. lỗ tháo bã 4. hệ thống cào đảo lớp lọc 5. giàn phun nước nóng rửa bã 6. nước rửa bã 7. ống thoát hơi 8. ống dẫn dịch đường 9. robinê 10. kính nângk Kết thúc bơm vào thùng lọc, hệ thống đƣợc nâng lên tận cùng, giữ trong 30 phút để bã kết lắng, tạo thành lớp lọc phụ. Kết lắng đầu là những phần tử nặng nhất và các hạt tấm lớn. Kết lắng tiếp theo là phần chính của pha rắn (vỏ trấu, các phần tử nhẹ). Lô kết lắng này dày và là phần chính lớp lọc phụ. Phía trên lớp lọc phụ là lớp pha lỏng, đục. 93 Để yên 30 phút, đóng mở nhanh van xả dịch 3 - 4 lần, sau đó giữ mức (1/4 - 1/5) mức tối đa. Dịch đƣờng chảy ra đục, bơm chúng hồi lƣu về thùng lọc (tránh xáo trộn mạnh trong thùng lọc), dần dần dịch đƣờng trở nên trong, đƣợc bơm sang thiết bị nấu hoa houblon. Lƣu lƣợng chảy của van xả tốt nhất là 0, 1lít/giây. Để điều chỉnh tốc độ chảy của dịch đƣờng qua lớp lọc chuẩn xác ta dùng áp kế kiểm tra gắn vào thùng. Hình 3.9. Áp kế kiểm tra và điều chỉnh tốc độ lọc a. pha lỏng b. lớp lọc ống 1 nối liên thông vƣới pha lỏng ống 2 nối vƣới khoảng giữa 2 lớp đáy của thiết bị ống 3 nối vƣới khoảng giữa 2 lớp đáy nhƣng thông qua đƣờng ống dẫn dịch. Độ chênh thuỷ lực giữa ống 1 và ống 2 là độ lệch giữa áp suất thuỷ tĩnh trong khoảng không giữa 2 đáy. Độ lệch S giữa ống 2 và ống 3 biểu thị tốc độ chảy của dịch đƣờng qua van xả. 94 Hình 3.10.Nguyên lý hoạt động máy ép khung bản 1. khung 6. cháo malt 95 2. bản số lẻ 3. bản số chẵn 4. vải bọc 5. đường ống cạnh trên 7. bã 8. đường ống dưưới 9. van số lẻ 10. van số chẵn 11. dịch đường Trong bã malt còn chứa nhiều thành phần dinh dƣỡng nên cần rửa để tận thu. Rửa bã malt bằng nƣớc nóng 70 - 780C, ở nhiệt độ này thích hợp cho đƣờng hoá bổ xung lƣợng tinh bột nếu có, đã đƣợc hồ hoá. Thƣờng tiến hành rửa bã theo phƣƣơng pháp gián đoạn (3 lần). + Máy ép khung bản Lƣƣới lọc là các tấm vải dày bọc kín khung. Áp suất lọc do bơm nén dịch cháo vào khoảng không của khung. Trƣớc khi lọc bơm nƣớc nóng 800C vào không gian của khung, để kiểm tra độ kín khít và nâng nhiệt trƣớc cho khung, giữ trong 30 phút và xả hết nƣớc. Bắt đầu bơm cháo vào, áp lực lọc tăng dần lên tƣới 20 - 30KN/m2. Trong giai đoạn đầu dịch đƣờng chảy ra còn đục, bơm hồi lƣu chúng trở lại. Khi dịch đƣờng đã trong bơm sang thiết bị nấu hoa houblon. 3.3.3. Các yếu tố ảnh hƣởng Tốc độ lọc và độ trong của dịch đƣờng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: a. Nhiệt độ lọc Nhiệt độ khối cháo tăng, tốc độ lọc tăng, vì nhiệt độ tăng độ nhớt của dịch giảm. Tuy nhiên nếu nhiệt độ cao quá thì sẽ xảy ra hiện tƣợng biến tính và kết tủa protein. Sản phẩm này cản trở quá trình lọc. Mặt khác nhiệt độ cao sẽ xảy ra hồ hoá các hạt tinh bột chƣa hoà tan, làm giảm tốc độ lọc. Nhiệt độ tối ƣu lọc bã malt là 75OC. b. Độ nhớt của dịch đường Độ nhớt của dịch đƣờng phụ thuộc nhiệt độ và nồng độ đƣờng. Nếu dịch đƣờng chứa nhiều hydratcacbon dạng polyme nhƣ  - glucan hoặc các chất dạng keo thì độ nhớt tăng mạnh. c. Độ chua pH 96 Độ chua của cháo malt càng giảm thì thời gian lọc càng giảm. Tuy nhiên nếu hạ độ pH xuống tƣới mức nào đó thì tốc độ lọc lại giảm. Độ pH tối ƣu cho quá trình lọc bã malt là khoảng 5, 5. Sự giảm nồng độ chất hoà tan trong nƣớc rửa bã sẽ làm tăng pH. Nếu nƣớc rửa bã chứa nhiều cacbonat thì sự gia tăng này mạnh hơn. 3.4. Nấu dịch đƣờng vƣới hoa houblon Dịch đƣờng ban đầu vƣới dịch rửa bã ta đƣợc hỗn hợp gọi là dịch đƣờng ngọt. Dịch đƣờng ngọt có đặc tính sau: Vị ngọt, hƣƣơng thơm nhẹ của melanoid; rất đục do chứa nhiều cặn, đặc biệt các dạng hạt keo. Để dịch đƣờng ngọt vƣới các đặc tính nêu trên trở thành hợp chất ban đầu trực tiếp của bia, cần đun sôi nó vƣới hoa houblon trong 1  2 giờ. 3..4.1. Cơ sở lý thuyết quá trình houblon hoá Đun sôi dịch đƣờng vƣới hoa houblon nhằm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng của hoa; đồng thời tăng cƣờng độ màu, nồng độ axit, tạo chất khử, giảm độ nhớt của dịch đƣờng, tăng khả năng tạo bọt. Đun sôi vƣới hoa houblon còn nhằm diệt các men sau đƣờng hoá; làm ổn định thành phần của dịch đƣờng và tạo cho bia có thành phần và tính chất theo yêu cầu kỹ thuật. Đun sôi vƣới hao có hai quá trình quan trọng: hoà tan các thành phần của hoa vào dịch đƣờng và tạo kết tủa Protit, loại trừ các keo không bền. a. Quá trình hoà tan các chất trong hoa Trong nguyên liệu các chất đắng hoà tan rất yếu.  nhựa đắng không hoà tan,  axit đắng (humulong và đồng phân) hoà tan rất ít;  axit đắng hoà tan tốt. Khi nhiệt độ tăng thì các axit đắng hoà tan tăng (vị đắng tăng và ít bị oxy hoá). 90% chất đắng trong bia là do humulong gây nên.  axit đắng là chất gây vị đắng chủ yếu, đồng thời tham gia quá trình tạo bọt, giữ bọt làm cho bia bền vững. Các chất đắng còn lại trong sự chuyển hoá của nhiệt độ cao sẽ tạo mùi thơm đặc trƣng cho bia. Tinh dầu của hoa sẽ làm cho bia có mùi thơm dễ chịu, nhƣng trong quá trình đun hoa có tƣới 70  80% tinh dầu bay theo hơi nƣớc và khi lên men nó còn bị tổn hao theo bọt. Để giảm hao hụt này, thƣờng trong quá trình đun ngƣời ta cho hoa nhiều lần. 97 Các chất chát của hoa thuộc nhóm catesin. Trong dịch đƣờng tạo thành dung dịch keo mang theo điện âm, sẽ tạo thành phức chất vƣới protit albumo, peptin có trong dịch đƣờng. Các phức chất này sẽ tạo keo ở nhiệt độ cao và keo tụ ở nhiệt độ thấp làm đục bia. b. Quá trình keo tụ protit Dịch đƣờng sau lọc là một hệ keo nhiều lớp gồm dextrin, protit, peptin, pentoza, chất chát Khi đun hoa, trong các chất chiết ra từ hoa, một số cũng ở dạng keo hoà tan. Keo protit kém bền nhiệt, dễ keo tụ và có ý nghĩa quan trọng đối vƣới chất lƣợng bia. Các protit còn lại bị keo tụ, gây đục cho bia ở nhiệt độ thấp. Các yếu tố ảnh hƣởng tƣới keo tụ protit: độ pH của môi trƣờng, thời gian đun, cƣờng độ sôi, lƣợng chất chát, chất đắng, nồng độ chất tan.v.v c. Một số biến đổi khác Đun sôi vƣới hoa làm tăng khả năng hoạt động của chất khử. Chất khử ảnh hƣởng tƣới màu, độ trong của bia. Đun hoa làm tăng cƣờng độ màu do tạo nên melanoit. Sự hoà tan chất màu của hoa do oxy hoá tanin của hoa và malt. Do bay hơi nƣớc làm tăng nồng độ dịch đƣờng. Đun hoa cũng chính là giai đoạn cuối để điều chỉnh nồng độ dịch đƣờng. 3.4.2. Thực hiện nấu dịch đƣờng với hoa houblon a. Kỹ thuật đun sôi Dịch đƣờng ban đầu và dịch đƣờng rửa bã trộn lẫn trong khi đun. Một yêu cầu cần phải thực hiện là không để nhiệt độ của dịch thấp hơn 70OC. Do đó khi cấp dịch vào, đồng thời phải cấp hơi qúa nhiệt để nâng nhiệt độ dịch lên. không bao giờ để dịch đƣờng nguội trong thời gian dài, vì nhƣ thế sẽ tạo điều kiện để oxy trong không khí tiếp xúc vƣới dịch đƣờng, làm chất lƣợng dịch đƣờng giảm, do hiện tƣợng oxy hoá. Vì thế nhiều cơ sở sản xuất khi nấu tiếp tục cho dịch đƣờng trong nồi sôi khi lƣợng dịch bên ngoài cung cấp vào liên tục. Thời gian sôi thông thƣờng hai giờ. Quá trình sôi kết thúc khi lƣợng Prôtêin đã kết tủa và nồng độ chất hoà tan đã đạt đƣợc của dịch đƣờng. Để kiểm tra thƣờng xuyên dùng đƣờng kế hoặc khúc xạ kế đo ở 20OC sau khi lọc trong. b. Lượng hoa houblon cần dùng 98 Lƣợng hoa houblon cần dùng để nấu vƣới dịch đƣờng từ 100700 kg/h l; lƣợng này phụ thuộc vào độ đắng của bia cần sản xuất, chất lƣợng hoa.v.v Bình thƣờng độ đắng của các loại bia khác nhau. Hàm lƣợng các chất đắng trong dịch đƣờng khoảng 65 – 170 mg /l; còn trong bia là 35 – 100mg/l. Nƣớc dùng để nấu bia có độ cứng thấp thì phải dùng nhiều hoa và ngƣợc lại. Nếu loại nƣớc có độ cứng cacbonat cao, lƣợng hoa sẽ dùng ít. Houblon đƣợc nạp vào nồi đun ở nhiều dạng khác nhau vƣới nhiều phƣƣơng án khác nhau. Có thể dùng nguyên liệu ép thành bánh hay không, dạng nguyên cánh hoặc dạng bột nghiền. Yêu cầu cần đạt là: đủ lực đắng cho bia mà tiết kiệm nguyên liệu; đủ các chất và thời gian để kết lắng protein; bảo đảm hƣƣơng thơm của bia. Phƣƣơng án nạp hoa: Nạp hai lần và nạp ba lần. - Phƣƣơng án nạp hai lần nhƣ sau: 1/2 lƣợng hoa cho vào khi dịch đƣờng đã bơm sang nồi nấu. Nửa còn lại cho vào trƣớc khi kết thúc quá trình đun sôi 1giờ. - Phƣƣơng án nạp ba lần: Có nhiều cách + 1/3 cho lúc đầu; 1/3 cho vào khi dịch đƣờng sôi; 1/3 còn lại cho vào trƣớc khi kết tủa 30 phút. + 1/4 cho vào từ đầu, 1/2cho vào sau khi sôi 40 phút; 1/4còn lại cho trƣớc khi kết thúc 30 phút. Hiện nay mỗi nơi có cách sử dụng hoa riêng, do đặc điểm khả năng hoà tan chất đắng kém và hao tổn lớn khi đun sôi, nên cần sử dụng hoa hợp lý. Hiện nay ngƣời ta thực hiện nghiền hoa trƣớc khi đun; chiết hoa vƣới dung dịch kiềm và tái sử dụng hoa. c. Lọc bã hoa houblon: Dịch đƣờng sau khi đun sôi, hoa houblon đƣợc lọc để tách dịch đƣờng ra khỏi ba hoa. Bã hoa đƣợc rửa bằng nƣớc nóng hoặc dịch đƣờng. Nƣớc rửa bã hoa dùng cho mẻ sau hoặc bổ xung vào dịch đƣờng ở phân đoạn nấu hoa. Cuối cùng bã hoa sẽ thải loại ra ngoài. 99 Hình 3.11. Thùng lọc hoa houblon kiểu kín 1. dịch đường houblon hoá; 2- dịch đường hồi lưu; 3 - nước rửa bã hoa (hoặc hơi đẩy bã hoa ra ngoài); 4 - dịch đường đã lọc bã hoa; 5 - bã hoa; d/Làm lạnh và tách cặn dịch đường. Sau quá trình houblon hoá kết thúc, toàn bộ lƣợng oxy bay ra ngoài theo hơi nƣớc, dịch đƣờng chứa nhiều cặn. Nhiệt độ của nó còn trên 100oC; cần hạ nhiệt độ xuống bằng nhiệt độ lên men. + ảnh hƣởng của cặn lắng dịch đƣờng đến quá trình lên men và chất lƣợng bia. Sau khi kết thúc quá trình houblon hoá, dịch đƣờng tồn tại các mảnh lớn của kết tủa protein, trong chứa nhiều hạt có kích thƣớc khác nhau. 100 ở trạng thái tĩnh, các hạt lắng xuống dƣƣới. Khi dịch đƣờng hạ nhiệt độ xuống 600C, các hạt lớn lắng xuống (cặn thô). Nhiệt độ hạ xuống bằng nhiệt độ lên men (8 – 100C) các cặn nhỏ cũng lắng xuống (cặn mịn). Trong cặn thô chứa phần lớn là protein, hợp chất polyphenol, chất đắng, chất khoáng và các chất khác. Sự có mặt của cặn thô trong dịch lên men ít có ảnh hƣởng tƣới vị và độ bền keo của bia, mà chỉ gây xáo trộn quá trình lên men đầu và làm bẩn nấm men khi kết lắng. Chính vì thế ta cần loại chúng ra khỏi dịch đƣờng. Đối vƣới cặn mịn chứa nhiều potein và polyphenol (20%), còn protein chủ yếu là globulin (theo Hactong). Khối lƣợng của kết tủa mịn 8 – 10g/hl. Ngƣời ta cho rằng kết tủa mịn đẩy mạnh quá trình lên men nhanh, nhƣng làm cho bia giảm độ bền keo, gây chát. Kích thƣớc hạt cặn mịn khoảng 0,5 – 1àm. Tách cặn mịn cục bộ ở nhiệt độ lên men bằng cách lọc dịch đƣờng lạnh có sử dụng bột diatomit. +Làm nguội và tách cặn dịch đƣờng bằng phƣƣơng pháp cũ. Phân đoạn làm nguội và tách cặn dịch đƣờng thƣờng bố trí bên cạnh công đoạn nấu - đƣờng hoá và phân đoạn lên men hoặc cạnh phân đoạn nấu - đƣờng hoá nhƣng lại nấu trên phân đoạn lên men. Làm nhƣ vậy nhằm tận dụng khả năng tự chảy của dịch đƣờng.  Giàn làm lạnh kiểu kín Thông dụng nhất là giàn đồng trục và máy làm lạnh tấm bản. Thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản có thể đung nóng hoặc làm lạnh. Tấm bản dạng chữ nhật có 4 tai ở 4 góc (lỗ tròn). Khi lắp chúng trở thành 4 mƣƣơng dẫn: dịch đƣờng vào máy và ra khỏi máy; môi chất lạnh vào máy và ra khỏi máy. Dịch đƣờng nóng bơm vào 1 trong 2 mƣƣơng dẫn trên. Khi ra khỏi máy theo mƣƣơng dẫn dƣƣới ngƣợc phía. Môi chất lạnh vào mƣƣơng dẫn kia ở trên và ra ở mƣƣơng dẫn dƣƣới ngƣợc phía. Máy có thể một cấp hoặc hai cấp. Tác nhân lạnh cấp 1 thƣờng là nƣớc. Tác nhân lạnh cấp 2 là nƣớc mối hoặc glucol. +Các giải pháp làm trong dịch đƣờng: có 3 giải pháp làm trong dịch đƣờng a/Tách cặn dịch đƣờng ở nhiệt độ cao 101 b/Tách cặn cục bộ dịch đƣờng ở nhiệt độ cao c/Tách cặn toàn bộ dịch đƣờng ở nhiệt độ thấp Dƣƣới đây là 3 sơ đồ tách cặn dịch đƣờng nhƣ đã nói ở trên. a. Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao Bã thải Xả cặn b. Tách cặn cục bộ dịch đường ở nhiệt độ cao. Hình 3.9. Sơ đồ công nghệ tách cặn c. Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp Bã thải Hình 3.12. Sơ đồ tách toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp Dịch đƣờng houblon hoá Tách bã hoa Làm nguội sơ bộ 900C Làm lạnh 80 0 C Ly tâm Lên men Dịch đƣờng houblon hoá Tách bã hoa Làm nguội tới 600C Lên men Làm lạnh Ly tâm phần dịch đƣờng đục Xả cặn Dịch đƣờng hoá Tách bã hoa Làm nguội đến 90 0 C Lên men Lạnh nhanh xuống 80C Ly tâm dịch đƣờng 102 Thiết bị tách cặn: - Thùng lắng xoáy: 1. §-êng èng vÖ sinh 2. Van chuyÓn dÞch vµo 3. Van trµn 4. Van x¶ cÆn, kÕt tña dôc 5. Van chuyÓn dÞch vµo m¸y lµm l¹nh nhanh 6. NhiÖt kÕ Hình 3.13. Thiết bị lắng xoáy - Thiết bị làm lạnh nhanh: Để làm lạnh dịch đƣờng trƣớc khi lên men có thể sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh kiểu tấm bản: dịch đƣờng cần làm lạnh và chất tải lạnh chuyển động ngƣợc chiều nhau. Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị làm lạnh nhanh dịch đƣờng hóa thể hiện ở hình vẽ : 1. §-êng dÞch 2. §-êng n-íc l¹nh 3. §-êng muèi vµo 4. Khoang lµm l¹nh b»ng n-íc 103 5. Khoang lµm l¹nh b»ng n-íc muèi 6. §-êng muèi ra 7. Van ®iÒu chØnh 8. èng c¾m nhiÖt kÕ 9. Van lÊy mÉu 10. §-êng khÝ CO2 11. §-êng dÞch ra Hình 3.14. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị làm lạnh nhanh Sơ đồ hình 4.16 mô tả đƣờng đi của tác nhân lạnh và dịch đƣờng cần làm lạnh 104 dịch đường chất tải lạnh Hình 3.15. Sơ đồ đường đi của chắt tải lạnh và dịch đường hóa 105 Thiết bị ly tâm : là giải pháp tốt nhất để làm trong dịch đƣờng. Cặn thô và cặn mịn của dịch đƣờng dễ dàng tách khi qua máy ly tâm. Những bộ phận chính của máy ly tâm kiểu đĩa tự gạt gồm Tang quay, cấu tạo từ một đế kép côn và nắp Hệ thống đĩa phân ly và mâm phân tán. Dịch đƣờng đục đổ vào phía trên, bị phân lớp bởi các đĩa. Tang quay dƣƣới tác dụng của lực ly tâm các cặn kích thƣớc lớn văng ra xa bám vào tang quay. Các hạt mịn bám vào thành đĩa. Dịch đƣờng trong chảy ngƣợc lên mâm phân tán, đƣợc đƣa ra ngoài. Hình 3.16. Sơ đồ hệ thống phân lỳ dịch đường a. Sơ đồ hoạt động 1 - giá đỡ; 2 - nắp; 3- hệ thống đĩa; 4 - lò xo; 5 - mâm phân tán; 6 - dịch đường đục; 7 - dịch trong; 8 - nước có áp; 9 - cặn 106 Hình 3.17. Sơ đồmáy ly tâm đãi tự gạt Máy ly tâm đĩa tự gạt dịch đƣờng đục đƣờng dịch trong cặn lắng +Thành phần hoá học của dịch đƣờng houblon hoá Hợp phần lớn nhất trong thành phần chất hoà tan của dịch đƣờng houblon hoá là gluxit, trong đó chủ yếu là đƣờng maltoza. Hàm lƣợng maltoza chiếm 60 – 7-% lƣợng chất hoà tan. Ngoài maltoza, còn chứa một ít các hợp chất gluxit khác: glucoza, fructoza (6 – 9%), saccaroza (2 – 6%), izomaltozaLƣợng dextrin không lên men chiếm khoảng 14 – 17%. Các hợp chất Nitơ tính theo protein chứa trong dịch đƣờng houblon hoá khoảng 3,1 – 5,6%. Các hợp chất cao phân tử dễ kết lắng vƣới tanin. Những hợp chất phân tử lƣợng trung bình (peptone, polypeptit) không kết lắng vƣới tanin; 60 – 70% còn lại là hợp chất phân tử thấp. 107 Hàm lƣợng các hợp chất polyphenol trong dịch đƣờng houblon hoá là 150 – 200mg/l, chất đắng 100 – 150mg/l. cá vitamin B1, B2, B6, các chất khoáng có P2O5, K2O, SiO2 Độ chua định phân của dịch đƣờng 10% là 2,4 – 2,8%ml.1N NaOH/100ml còn pH là 5,5 – 5,8. 3.4.3. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hoa houblon Ta biết rằng, tổng lƣợng chất đắng đƣa vào nấu vƣới dịch đƣờng nhƣ sau: - 20% tồn tại trong bia thành phẩm - 20% bị thải theo bã hoa - 50% bị kết lắng vƣới protein - 10% hao phí theo bọt. Qua số liệu trên cho thấy phần hao phí chất đắng quá cao, do khả năng hoà tan vào dịch đƣờng thấp. Để hạn chế tƣới mức cần thiết, trong sản xuất đã áp dụng một số giải pháp sau: + Nghiền hoa: Là giải pháp đơn giản, Nghiền toàn bộ; cuống, cành và nhị, giải pháp này có thể nâng cao hiệu suất sử dụng của hoa lên 10%. + Trích ly hoa bằng dịch đƣờng: Nấu hoa sơ bộ ở nhiệt độ thấp: Dịch đƣờng ban đầu và dịch rửa bã chảy liên tục vào bình chiết ly và đƣợc khuấy đảo liên tục, ở nhiệt độ 750C một phần chất đắng của hoa houblon đƣợc trích ly vào dịch đƣờng. Thời gian tiếp xúc của hoa vƣới dịch đƣờng là khá lâu, nhƣng không gây ảnh hƣởng xấu tƣới các quá trình khác. + Xử lý houblon bằng dịch kiềm. Quá trình thực hiện nhƣ sau: Cho Houblon sôi trong dung dịch Na2CO3, nồng độ 0, 05 N trong 40 phút ở áp suất thƣờng hoặc áp suất d ư, gạn chiết lần thứ nhất để riêng. Đun sôi bã hoa lần nữa vƣới dịch đƣờng hoặc nƣớc, kết hợp thổi không khí trong 40 phút. Gạn chiết lần hai. Trộn dịch hai lần chiết cho vào nồi đun sôi. Rửa lại bã hoa lần nữa dùng cho mẻ sau. Giải pháp này tiết kiệm 25 % lực đắng của hoa. 108 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 3 1. Hãy trình bày cơ sở lý thuyết quá trình đƣờng hoá nguyên liệu. Các yếu tố có ảnh hƣởng tƣới quá trình đƣờng hoá. 2. Khảo sát quá trình biến đổi của tinh bột và Prôtêin trong quá trình đƣờng hoá. 3. Trình bày việc sử dụng enzym trong quá trình ? 4. Trình bày các phƣơng pháp đƣờng hóa dịch đƣờng trƣớc lên men? 5. Trình bày cách làm nguội, làm lạnh dịch đƣờng và tách cặn thô, cặn tinh trƣớc khi tiến hành lên men? 109 Chƣơng 4 KỸ THUẬT LÊN MEN BIA Mục tiêu của chƣƣơng trình này nhằm giúp cho học sinh nắm vững quá trình lên men, đồng thời hiểu lên men là giai đoạn quyết định chuyển hoá dịch đƣờng houblon hoá thành bia có tác động của hệ enzym. Mục đích của chƣơng này nhằm giới thiệu các quá trình lên men rƣợu, các quá trình hoá lý xảy ra, có vai trò quan trọng tƣới công nghệ sản xuất bia và chất lƣợng của nó. Nội dung của chƣƣơng gồm: quá trình lên men chính, lên men phụ và tàng trữ, lên men bia hiện đại và các bƣớc hoàn thiện cuối cùng để thành sản phẩm đạt chất lƣợng cao. Hình 4.1. Sơ đồ qui trình lên men bia 110 4.1. Lên men chính dịch đƣờng 4.1.1. Cơ sở khoa học của quá trình lên men Trong quá trình lên men chính dịch đƣờng houblon hoá. Đƣờng và dextrin bậc thấp nhờ nấm men chuyển hoá thành rƣợu êtylic và khí cacbonic. Một số hợp chất bị biến đổi, một số khác trở thành hợp chất không hoà tan và bị loại bỏ ra ngoài. Điều này có nghĩa là đã làm thay đổi về chất và lƣợng các hợp chất hoà tan một cách sâu sắc. Ngoài rƣợu êtylic và khí cacbonic, còn hình thành hợp chất dễ bay hơi nhƣ rƣợu bậc cao, andehit, este do đó hàm lƣợng chất hoà tan giảm dần trong dịch đƣờng khi lên men. Trong thành phần chất hoà tan ban đầu của dịch đƣờng, nấm men hấp thụ một lƣợng lớn (gọi là chất chiết có khả năng lên men) và số còn lại không hấp thụ (chất chiết không lên men). Tuy nhiên chất chiết có khả năng lên men, trong thực tế không bao giờ độ lên men của dịch đƣờng lại có thể đạt tƣới độ lên men cuối cùng của nó. Phƣƣơng pháp cổ điển là lên men trong các bể hở, do đó một phần CO2 sẽ bị bay hơi mất. Để bổ xung ngƣời ta thực hiện quá trình lên men phụ. 4.1.2. Các bƣớc chuyển hoá từ đƣờng thành rƣợu êtylic Lên men là quá trình trao đổi chất nhờ tác động của men. Căn cứ vào sự tham gia của oxy ta chia thành hai loại lên men: lên men hiếu khí và lên men yếm khí. Lên men dịch đƣờng hoá thuộc loại lên men yếm khí. Sản phẩm cuối cùng là rƣợu êtylic. Quá trình lên men, chuyển đƣờng thành rƣợu, xảy ra hàng loạt các quá trình sinh hoá và sinh học phức tạp. Năm 1810, Gay.Lussac nghiên cứu thấy rằng, cứ 45 phần khối lƣợng đƣờng glucoza tạo thành 23 phần khối lƣợng rƣợu êtylic và 22 phần CO2. Dựa trên cơ sở đó, ông đã viết phƣƣơng trình hoá học của sự lên men nhƣ sau: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2. 111 Phƣƣơngtrình trên chỉ nêu đƣợc nguyên liệu ban đầu và sản phẩm cuối cùng quá trình lên men, không chỉ ra các sản phẩm trung gian. Do đó nó chỉ dùng để tính toán sự cân bằng của quá trình lên men rƣợu. Quá trình chuyển hoá đƣờng thành rƣợu thực hiện qua hàng loạt các phản ứng phức tạp; liên quan tƣới quá trình phosphoryl hoá các hợp chất hữu cơ. Giai đoạn đầu (giai đoạn phosphoryl hoá) các hợp chất đƣờng – phosphat đƣợc tạo thành. Hợp chất cuối cùng ở giai đoạn này là fructoza – 1, 6 – diphosphat. Tiếp sau bị phân cắt thành hai phân tử triozophosphat (dioxyaxetonphosphat andehit - 3 - phospho glyxerinic). Andehit - 3 - phospho glyxerinic sau khi bị dehydro và đƣợc photsphoryl hoá trở thành axit 1, 3 – diphosphoglyxerinic. Axit này sau chuyển thành axit piruvic. Tiếp quá trình chuyển hoá là sự tạo thành rƣợu êtylic. Quá trình lên men rƣợu gồm 11 giai đoạn, sản phẩm cuối cùng thu đƣợc là: Glucoza + H2O  rƣợu êtylic + axit axetic + glyxerin + CO2. Sau khi cấy giống men vào dịch đƣờng, bắt đầu tính thời gian lên men. Quá trình lên men chính có thể chia làm bốn giai đoạn để dễ quan sát và nhận xét. Mỗi giai đoạn có những đặc điểm khác nhau, thể hiện ở bề mặt dịch lên men, hàm lƣợng các chất hoà tan, màu sắc của dịch. - Giai đoạn một: Đặc điểm là tạo bọt trắng và mịn xung quanhbề mặt dịch lên men. Nấm men nẩy chồi và phát triển mạnh, hàm lƣợng các chất hoà tan giảm vƣới tốc độ 0,2  0,5% mỗi ngày đêm. Thời gian từ 11, 5 ngày. - Giai đoạn hai: Là giai đoạn bọt thấp, rất nhiều bọt đặc, trắng, bồng lên một lớp trên mặt dịch. Tốc độ giảm các chất trích ly khoảng 0,5  1% mỗi ngày đêm, thời gian từ 2  3 ngày. - Giai đoạn ba: Là giai đoạn bọt cao. Quá trình lên men mạnh nhất. Tiêu hao cơ chất vƣới tốc độ 1  1,5% một ngày đêm. Bọt trắng chuyển sang nâu. Thời gian 3  4 ngày. - Giai đoạn bốn; bọt xẹp xuống, toàn bộ bề mặt dịch phủ lớp màu nâu. Tiêu hao các chất hoà tan chậm 0,5  0,2% một ngày đêm. Tế bào nấm men kết lắng xuống đáy; quá trình lên men chính dần kết thúc. Sản phẩm thu đƣợc là bia non. 112 Trong quá trình lên men bia, giai đoạn chuyển hoá đƣờng thành rƣợu êtylic có sự toả nhịêt mạnh. Điều đó cần lƣu ý khi theo dõi nhiệt độ của dịch và của phòng lên men. Khi cần thiết phải làm lạnh để duy trì nhiệt độ thích hợp. 4.1.3. Động học của quá trình lên men. Chức năng cơ bản của nấm men là trao đổi chất, sinh sản và lên men. Ba chức năng này thực hiện song song trong dịch đƣờng houblon hoá. Muốn cho nấm men phát triển tốt thì cân bằng giữa môi trƣờng và vi sinh vật phải đƣợc cân bằng. Các phản ứng xảy ra trong quá trình lên men có ảnh hƣởng tƣới tính chất và chỉ tiêu chất lƣợng của bia. Thành phần dịch đƣờng houblon hoá bao gồm các hợp chất cao phân tử và các hợp chất phân tử thấp hoà tan trong dịch, lại phụ thuộc vào hoạt lực của tế bào nấm men. Các enzym thuỷ phân hoạt động mặt sẽ rút ngắn đƣợc thời gian lên men, phân cắt các hợp chất bậc cao thành hợp chất phân tử bậc thấp một cách triệt để, hoà tan vào dung dịch. Quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men tạo ra các sản phẩm nhƣ rƣợu etylic, CO2, rƣợu bậc cao, các loại aldehitluôn tồn tại trong môi trƣờng lên men. Nấm men sinh sản bằng phƣƣơng pháp nảy chồi. Thời gian và tốc độ sinh sản của chúng có tác động đến quá trình lên men, và cuối cùng là ảnh hƣởng trực tiếp tƣới chất lƣợng bia. Sinh sản và phát triển của nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ mật độ men giống ban đầu, nhiệt độ dịch lên men, nồng độ chất hoà tan, độ pH của dịch đƣờng houblon hoá. Lớp tế bào mẹ nảy chồi, sinh ra một lớp tế bào nấm men mƣới. Lớp tế bào nấm men mƣới lại sinh ra lớp tế bào tiếp theoTrong quá trình lên men, trong điều kiện thích hợp, sự sinh sản xảy ra rất nhanh và mạnh. 4.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng. Quá trình lên men có sự tác động của nhiều yếu tố, ở đây chỉ nêu ra một số yếu tố chính. + Chất lƣợng của nấm men Từ điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất, lựa chọn chủng nấm men thích hợp, sẽ cho ta một kết quả tốt về năng suất và chất lƣợng bia. Chỉ số đánh giá một 113 chủng nấm men tốt bao gồm: Tốc độ và mức độ lên men, hàm lƣợng sản phẩm bậc hai tạo thành, tốc độ kết lắng, mức độ thoái hoá, khả năng chống chịu của men. Chủng nấm men tốt cho phép có thể sử dụng nhiều lần. + Lƣợng nấm men sử dụng ban đầu Lƣợng nấm men sử dụng ban đầu càng tăng thì thời gian đạt trạng thái cân bằng càng ngắn và ngƣợc lại thì mức độ len men thấp, thời gian lên men kéo dài. Mật độ tối đa lƣợng men gieo cấy ban đầu nhỏ hơn 70.106 tế bào /cm3. + Mật độ chất hoà tan của dịch đƣờng houblon hoá. Thực tế cho thấy, nếu nồng độ đƣờng trong dịch tăng 15 – 20% thì cƣờng độ lên men giảm. Tƣƣơng tự nhƣ vậy nếu nồng độ quá thấp. Nồng độ thích hợp từ 11 – 12%. + Nhiệt độ của dịch lên men. Mỗi loại nấm men có nhiệt độ thích hợp nhất định. ở nhiệt độ cao nhìn chung thời gian lên men nhanh, lên men triệt để hơn; nhƣng hàm lƣợng các sản phẩm bậc hai (diaxetyl) tạo ra nhiều hơn, chất lƣợng bia giảm. + Hàm lƣợng oxy Lên men là quá trình yếm khí, do đó oxy rất cần cho nấm men sinh sản. Do đó, ngƣời ta tạo điều kiện cho dịch đƣờng tiếp xúc trực tiếp vƣới không khí trong khi làm lạnh và lắng trong. Lƣợng oxy hoà tan trong dịch đƣờngđƣợc nấm men tiêu thụ rất nhanh. Nếu trong dịch men có lƣợng oxy quá ít thì tốc độ sinh sản bị hạn chế, tốc độ lên men bị chậm lại, hƣƣơng vị của bia bị ảnh hƣởng. Lƣợng oxy hoà tan trong dịch đƣờng houblon hoá chỉ nên giữ ở nồng độ 6,77 mg/l + Cƣờng độ khuấy đảo dịch lên men Quá trình lên men thƣờng xuyên đƣợc khuấy đảo, tạo điều kiện cho quá trình lên men phát triển. Quá trình này rút ngắn đƣợc thời gian lên men, nhƣng lại làm cho bia chứa nhiều rƣợu bậc cao và diaxetyl, ảnh hƣởng đến hƣƣơng vị của nó. Mặt lợi và hại của biện pháp này sẽ đƣợc tính tƣới khi sản xuất (bù trừ cho nhau). + Nồng độ của sản phẩm lên men. 114 Sản phẩm chính của quá trình lên men là rƣợu etylic và khí CO2. Các sản phẩm này tích tụ tƣới giƣới hạn nào đó thì hoạt động sống của tế bào nấm men bị ức chế. ở nồng độ < 2% các hoạt động của nấm men bình thƣờng; còn ngƣợc lại ở nồng độ > 2% thì sự nảy chồi của nấm men giảm. nồng độ rƣợu etylic tƣới 5% khả năng nảy chồi của nấm men chấm dứt; khi nồng độ cồn 22% quá trình lên men chấm dứt. + Este là sản phẩm bậc hai không thƣờng trực của quá trình lên men chính. Este là kết quả của sự tƣƣơng tác giữa các sản phẩm bậc hai thƣờng trực: este hoá các axit bay hơi và không bay hơi vƣới các loại rƣợu khác nhau. Este có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành vòng thơm của bia. Trong điều kiện lên men nổi, lƣợng este tạo thành nhiều hơn so vƣới lên men chín. Andehit là sản phẩm bậc hai thƣờng trực. Chiếm nhiều trong bia có andehit vƣới hàm lƣợng 5 - 7 mg/l. Andehit tạo ra ở điều kiện yếm khí ít hơn so vƣới hiếm khí. ở liều lƣợng (10 - 15 mg/l), nó làm tăng lƣợng cho bia; nhƣng cao quá lại không có lợi. + Sự tạo bọt: sự tạo bọt là tính chất quan trọng của bia. Bọt tạo thành trong các giai đoạn: lên men chính, vận chuyển bia, lọc, đóng chai... Giai đoạn đầu CO2 tạo ra chƣa nhiều. Giai đoạn sau, nhiệt độ tăng đồng thời có một lƣợng oxy hào tan đáng kể, do đó CO2 tạo ra lúc này có xu hƣớng thoát ra dƣƣới dạng bọt khí li ti. Quá trình lên men chính kết thúc, bọt xẹp hết. Trên bề mặt bia non phủ một lớp có độ đắng cao. 115 4.1.5.Thiết bị và mặt bằng lên men chính. 1. NhiÖt kÕ 2. C¸c khoang l¹nh 3. §-êng vµo ra cña cÇn lµm l¹nh 4. ¸p kÕ 5. Van an toµn 6. Van x¶ ¸p lùc 7. Van thu håi CO2 8. Van ®o nhiÖt kÕ 9. Th¸o bia non 10. Van th¸o c¨n men 11. Van lÊy mÉu 12. Cöa vÖ sinh Hình. 4.2.Sơ đồ cấu tạo của thùng lên men chính loại 2 vỏ a/Vật liệu. 116 Vật liệu sử dụng trong công nghiệp sản xuất bia rất đa dạng: gỗ, kim loại, bê tông hoặc bê tông cốt thép. +Vật liệu gỗ cho đến nay không dùng trong công nghiệp sản xuất bia. +Bê tông cốt thép là vật liệu chế tạo thùng lên men, có hai loại: thùng hở và thùng kín. Phần nổi của thùng lên men phải ốp gạch tráng men hoặc bằng các loại vật liệu chống ẩm, chống axit khác. Vật liệu tráng mặt ngoài có thể là ebonite, nhựa tankolit, nhựa eproxylTrong mỗi thùng lắp bộ trao đổi nhiệt kiểu ống xoắn để làm lạnh cục bộ dịch trong quá trình lên men chính. Vật liệu tráng mặt ngoài bể gồm:  Ebonit là loại nhựa hữu cơ, sản xuất thành tấm, ghép vƣới nhau. Tại vị trí ghép gắn bằng ebonit nóng chảy.  Nhựa bia gồm 70 – 90% nhựa thông, 2- 6% paraphin, 2 – 5% dầu thực vật, một ít sáp hoặc một ít hắc ín.  Tancolit gồm 2 loại: abit và gebit. Nếu dùng tráng thùng kim loại thì dùng gebit, thùng bê tông cốt thép thì dùng hỗn hợp cả 2 loại. +Vật liệu kim loại Phổ biến hiện nay dùng thép inox. Thùng có thân hình trụ, đáp côn, đặt đứng. b. Làm lạnh và thông gió. Mặt bằng lên men phải ở khu vực thoáng, sạch sẽ và khô ráo. Trong khu vực lên men chính phải ổn định 6 – 8%, thông gió để loại CO2 ra khỏi khu vực cũng phải ổn định. Độ ẩm tƣƣơng đối của không khí 75%, hàm lƣợng CO2 tối đa cho phép 0,5%. Toàn bộ tƣờng nhà, trần nhà phải cách nhiệt. Để duy trì nhiệt độ 6 – 80C ta phải cấp lạnh: làm lạnh trực tiếp và gián tiếp bằng không khí. Phƣƣơng pháp làm lạnh gián tiếp có nhiều ƣu điểm. Thiết bị rất đơn giản; chất tải lạnh đƣợc bơm vào ống ruột gà; không khí thổi ngang qua ống bị lạnh đi và lùa vào buồng lên men; nhờ vậy ổn định nhiệt độ buồng theo yêu cầu. 117 Hình 4.3 Sơ đồ thùng lên men Hình 4.4. Thùng lên men bằng kim loại c/Một số hiện tƣợng xảy ra khi lên men chính. + Bọt phân bố không đều: có vùng không có bọt, vùng nhiều bọt. Tại vùng không có bọt chắc chắn tại đó không có sự lên men. Khắc phục hiện tƣợng này bằng khuấy đảo cho đều. + Ngừng quá trình lên men: Hiện tƣợng này có thể dịch lên men bị nhiễm khuẩn, nhƣng nhiều khả năng là bị nhiễm khuẩn từ men giống. Vấn đề này khắc 118 phục rất khó khăn. Giải pháp cuối cùng (xác suất cứu vãn cũng rất thấp) là hạ nhiệt độ dịch lên men, tăng cƣờng thêm giống có hoạt lực cao, mật độ tƣới (120 – 150)x10 6 tế bào /cm3, cho lên men bia 2 – 3 ngày, sau đó hạ xuống -100C và tàng trữ. + Lên men tạo sóng: Bọt tạo thành ít, lớp dịch chuyển động dạng sóng, CO2 sản sinh nhiều. Hiện tƣợng này thƣờng xuất hiện ở thời kỳ thứ 3. Nguyên nhân cặn kết lắng nhiều và chứa nhiều protein. 4.2. Lên men phụ và tàng trữ Quá trình lên men phụ và tàng trữ bia non đƣợc thực hiện khi hàm lƣợng đƣờng maltoza và các loại đƣờng đơn giản khác trong dịch đã bị hấp thụ hết; còn lại 1- 1,2% đƣờng có thể lên men (maltotrioza). Nấm men kết lắng phải tách khỏi bia non. Trong thời gian lên men phụN, nấm men trong bia non tiếp tục lên men lƣợng đƣờng còn lại, tạo CO2 và các sản phẩm khác. Quá trình này nhằm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của bia. 4.2.1.Quá trình lên men phụ và tàng trữ. Quá trình lên men phụ giống nhƣ lên men chính, nhƣng tốc độ chậm hơn do nhiệt độ thấp (0 – 1oC), lƣợng nấm men ít. Lên men phụ thực chất là tiếp tục quá trình lên men chính, giảm lƣợng aldehit, rƣợu bậc cao, . Có nghĩa là lão hoá bianon, tăng chất lƣợng sản phẩm. Thời gian tàng trữ và nhiệt độ của môi trƣờng ảnh hƣởng tƣới chất lƣợng và độ bền keo của sản phẩm. Quá trình lên men lắng cặn trong thời kỳ lên men phụ và lão hoá có nhiều ý nghĩa, đó là quá trình làm trong bia. Bia non sau khi lên men chính xong vẫn còn chứa nhiều tế bào nấm men và các cặn mịn khác, các hạt này vẫn ở trạng thái sóng động. Trong quá trình lên men phụ, quá trình lên men vẫn tiếp diễn và sinh ra khí CO2. Khi quá trình lên men phụ yếu dần, các hạt cặn mịn và hầu hết các nấm men sẽ kết lắng, bia trở nên trong. Các hợp chất protein – polyphenon cũng sẽ kết lắng mạnh, tốc độ làm trong bia càng nhanh. 119 Cùng vƣới quá trình tăng độ trong của bia là quá trình lão hoá bia. Trong kỹ thuật mƣới, thời gian lão hoá rất ngắn vì bia đƣợc sản xuất trong điều kiện có thế oxy hoá khử rất thấp. 4.2.2.Mặt bằng và thiết bị lên men phụ. Phân xƣởng lên men phụ bố trí cạnh phân xƣởng lên men chính, đƣợc giữ ổn định nhiệt độ thấp nhờ thiết bị lạnh (0 – 10C). Sau đây là 2 sơ đồ thùng lên men phụ: Hình 4.5.a. thùng nằm ngang 1 - van nạp và xả bia 2 - cửa vệ sinh 3 - van liên thông 4 - họng lắp van liên thông 5 - họng lắp áp kế 6 - họng lắp van lấy mẫu 7 - chân thùng 120 Hình 4.5.b. thùng đứng 1 - cửa vệ sinh; 2 - van lấy mẫu; 3 - họng lắp áp kế; 4 - họng lắp van an toàn; 5 - van nạp và xả bia. Đối vƣới các thiết bị tàng trữ có kích thƣớc lớn, thƣờng trang bị áo lạnh để làm lạnh trực tiếp bia, mà không cần bảo ôn và cấp lạnh cho phân xƣởng lên men phụ. Mặt bằng lên men phụ thƣờng chia nhiều lô và có cửa liên thông và cửa riêng. Về mặt thiết bị, hiện nay phổ biến nhất vẫn là các thùng bằng thép không gỉ: thùng nằm ngang hoặc thùng đứng. Trên mỗi thùng đều bố trí cửa làm vệ sinh, van bơm bia vào và lấy bia ra, van liên thông giữa các thùng, van an toàn, van thông khí và dụng cụ đo áp suất Van an toàn là dụng cụ rất quan trọng, dùng để giữ cân bằng giữa CO2 thể khí và CO2 hoà tan trong bia. Áp suất trên bề mặt của bia cần ổn định áp suất CO2. Trƣờng hợp áp suất trong thùng vƣợt quá giá trị cho phép, van an toàn sẽ làm việc, mở cho CO2 xả ra ngoài cho tƣới khi cân bằng áp suất, sẽ tự đóng lại. 121 Hình 464. Van an toàn a. Loại supáp b. Loại màng 4.2.3.Kỹ thuật lên men phụ. Toàn bộ dụng cụ và thiết bị phải đƣợc làm vệ sinh cẩn thận trƣớc khi tiến hành lên men phụ. Trƣờng hợp cần thiết phải đƣợc sát trùng bằng các loại hoá chất cho phép trong danh mục quy định của nhà nƣớc. Thƣờng công việc vệ sinh thực hiện nhờ vòi phun nƣớc sạch có áp. Khi nạp bia vào thùng, cần mở van liên thông để lùa không khí và CO2 ra khỏi thùng. Van mở ở mức sao cho áp lực CO2 trên bề mặt đạt giá trị 0,1 – 0,3kg/cm2, nhằm hạn chế việc tạo bọt của bia, tránh bia tiếp xúc vƣới không khí. Bia non ở các thùng lên men chính nạp vào các thùng lên men phụ cần trộn đồng đều, nhằm đảm bảo sự đồng nhất các mẻ bia trong thùng lên men phụ. Nạp bia có thể tƣới 98% thể tích và khi bắt đầu lên men phụ cần mở van liên thông. Giữ trong một ngày, van liên thông đóng lại và đặt van an toàn ở chỉ số áp suất quy định. Kiểm tra thƣờng xuyên quá trình lên men phụ về các chỉ tiêu chất lƣợng. Khi phát hiện có vấn đề về kỹ thuật, cần xử lý ngay (ví dụ tốc độ lên men phụ chậm, ta có thể bổ xung bia non đang ở giai đoạn lên men chính mạnh) 122 Thời gian lên men phụ và tàng trữ có thể từ 3 tuần tƣới 9 tháng, tuỳ điều kiện cụ thể. 4.3. Lên men bia hiện đại 4.3.1. Lên men bia theo phƣƣơng pháp liên tục Sản xuất bia liên tục có nghĩa là đầu nguyên liệu vào liên tục và đầu kia sản phẩm ra liên tục. Lên men chính và lên men phụ không kín vƣới nhau qua ống truyền. Thùng lên men chính và phụ bố trí trong các nhà lạnh hoặc có lắp các thiết bị lạnh chuyên dùng. Nguyên tắc làm việc của dây truyền nhƣ sau: Nƣớc nhà và men từ thùng nhân giống dẫn riêng biệt vào thùng định mức. Từ đây bơm sẽ đƣa hỗn hợp vào thùng lên men chính đầu tiên (có năm thùng) tỷ lệ nƣớc nha và nấm men giống đƣợc điều chỉnh sao cho, trong dịch ở thùng lên men chính đầu tiên chứa khoảng 70 triệu tế bào nấm men giống trong 1ml. Các thùng lên men thông vƣới nhau theo nguyên tắc vào bên dƣƣới, ra bên trên. Hỗn hợp chẩy lần lƣợt qua năm thùng lên men chính duy ở nhiệt độ 810OC. Hỗn hợp cuối cùng chính là bia non, mặc dù trong các thùng nấm men ở giai đoạn logarit và dịch men trong mỗi thùng ở giai đoạn sau 24giờ. Tổng thời gian lên men chính là 4 ngày đêm. Bia non đƣợc đƣa vào máy ly tâm để tách nấm men và đƣa vào thùng chứa chân không, rửa và bảo quản để dùng lại. Bia non đã ly tâm đƣợc bổ xung một phần bia non chƣa ly tâm trộn đều. Mật độ nấm men lúc này cần đạt 15 triệu tế bào trong 1ml. Hỗn hợp đƣợc đƣa vào 10 thùng lên men phụ, lƣợng tế bào giảm (500 nghìn tế bào /1ml). Cuối cùng bia chuyển sang lọc và đóng chai. Lên men liên tục theo hệ liên thông - nối tiếp. Sơ đồ công nghệ lên men liên tục trong dây chuyền thiết bị: Thân trục - đáy côn trên hình vẽ. 123 Hình 4.7. Sơ đồ công nghệ lên men liên tục trong dãy thiết bị 1 - Bơm; 2 - Thùng chứa dịch đƣờng; 3 - thiết bị nhân và hoạt hoá nấm men; 4,10 - tank lên men; 11 - tank chứa bia; 12 - máy lọc; 13 - tank chứa bia thành phẩm; 14 - thùng chứa nấm men; 15 - thùng rửa nấm men; 16, 17 - thùng xử lý và hoạt hoá nấm men sản xuất. Quá trình làm việc nhƣ sau: Dịch đƣờng từ thùng 2 nhờ bơm nhiệt đƣa liên tục vào tháp trụ 4 và thiết bị nhân và hoạt hoá nấm men 3. Từ đây, sau khi qua các tháp 5, 6, 7, 8, 9 bia tƣơi từ tháp 10 chảyvào thùng chứa 11, sau đó qua hai máng lọc mắc nối tiếp 12 và đƣa về thùng chứa 13, sau đó đƣa sang phân xƣởng đóng chai. Trong quá trình lên men, hàm lƣợng chất hoà tan giảm: trƣớc lúclên men 12% tƣới tháp số 10 còn 2,6%. Hàm lƣợng cồn tăng dần từ 0% tƣới tháp 10 là 35%. Nhiệt độ giảm từ 80C xuống còn 00C. Tháp số 7 quá trình lên men kết thúc, do đó ở tháp 6ta cho xục khí CO2để khử diaxetyl (sản phẩm bậc 2) và rửa sạch nấm men. Ta sục CO2 vƣới mức 2,5 l/h cho 1 hl bia, thì lƣợng diaxetyl giảm mạnh còn 0,21 mg/l. Hàm lƣợng aldehyt còn lại trong bia 10,5 - 11,5 mg/l. 124 Tháp 8 bia non đƣợc tăng dự trữ. Tháp 9 và 10 bia ổn định thành phần và chất lƣợng. Nấm men kết lắng tách ra khỏi tháp 5, 6, 7, tập trungtại thành thùng 14 đƣợc rửa sạch và chuyển qua axit hoá vƣới H2SO4 ở thiết bị 16. Lƣợng này đƣa sang bộ phận hoạt hoá vƣới dịch đƣờng ở 17 và liên tục đƣa vào bơm 1. Chu kỳ sản xuất là 6 - 7 ngày. 4.3.2. Lên men bia theo phƣƣơng pháp cố định tế bào. Theo phƣƣơng pháp này, nấm men phát triển trong điều kiện cố định trên một vật mang nhƣ caxialginat, natrialginat.v.v Nƣớc nha chảy qua hệ thống có tế bào nấm men bia đang phát triển trong điều kiện tế bào cố định, đƣợc cung cấp oxy đầy đủ. Kết thúc quá trình, đã đƣợc lên men và chuyển hoá thành bia. Phƣƣơng pháp này tiết kiệm đƣợc thời gian. 4.4. Hoàn thiện sản phẩm 4.4.1. Làm trong bia Hình 4.8. Sơ đô thiết bị lọc trong bia 125 Trong quá trình lên men phụ, bia đƣợc làm trong một phần. Tuy nhiên trong hỗn hợp còn nhiều các hợp chất khác nhƣ nấm men, hợp chất cơ học, hạt dạng keo, phức chất protein – polyphenol làm giảm độ bền của bia. Hiện nay làm trong bia, ngƣời ta sử dụng phƣƣơng pháp lọc. Về nguyên tắc chia ra: Lọc qua các phần tử lọc và lọc ly tâm. Phần tử lọc có thể đƣợc làm bằng xơ bông, sợi xelluloza (tấm lọc), hoặc diatomit. Phƣƣơng pháp ly tâm đơn giản và không ảnh hƣởng tƣới thành phần chất hoà tan, nhƣng do hiện tƣợng oxy hóa nên độ trong có kém hơn. Bia ly tâm có khả năng gây đục ở nhiệt độ thấp cao hơn so vƣới bia lọc. Do đó làm lạnh bia trƣớc khi lọc ly tâm là việc làm cần thiết. 4.4.2. Bão hoà CO2 Hình 4.9, Sơ đồ hệ thống bão hòa CO2 1. Van dÉn chÊt t¶i l¹nh 2. ¸p kÕ 3. Van trµn 4. NhiÖt kÕ 5. Van dÉn chÊt t¶i l¹nh 6. Van lÊy dÞch vµ x¶ n-íc röa 7. Van n¹p CO2 8. Van lÊy mÉu 126 Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men rƣợu, quá trình lên men chính và phụ bị thất thoát ra ngoài khá nhiều. Tuy nhiên ở mức đọ nào đó vẫn còn một lƣợng CO2 hoà tan trong bia. Để cho bia thành phẩm có dủ lƣợng CO2, cần bổ xung chúng vào bia dƣƣới dạng bão hoà. Thƣờng ngƣời ta đƣa CO2 vào bia trƣớc lúc chiết chai, đóng hộp. Bão hoà CO2 trong thùng kín đặc biệt. Khi nạp bia đầy thùng, cần hạ nhiệt độ xuống khoảng 0OC và cho CO2vào tƣới khi áp suất dƣ trong thùng đạt 45kg/cm2. Duy trì áp suất và nhiệt độ này từ 1224 giờ. 4.4.3. Chiết bia vào chai Hình.4.10. Sơ đồ hệ thống chiết chai 1. Cöa vÖ sinh thiÕt bÞ 2. §ång hå ®o ¸p lùc 3. Van an toµn 4. §-êng dÉn CO2 5. èng n-íc 6. Van dÉn khÝ h¬i 7. Van dÉn CO2 vµo chai Pep 8. Van dÉn bia vµo chai Pep 127 9. Van dÉn bia tõ thiÕt bÞ n¹p CO2 vµo thiÕt bÞ chiÕt 10. M¸y høng bia vµo chai 11. ThiÕt bÞ chøa bia bÞ chµo Để tránh gây cho bia có mùi, vị lạ dƣƣới tác động của bức xạ mặt trời, chai đựng bia thƣờng có màu càphê hoặc xanh nhạt có khả năng hấp thụ các tia này. Chai đựng bia phải chịu đƣợc áp lực tƣới 10kG/cm2 ở nhiệt độ 100OC. Trƣớc khi chiết, chai cần đƣợc rửa. Quy trình rửa nhƣ sau: chai ngâm trong nƣớc nóng, rồi đến dung dịch xút chai đƣợc phun nƣớc nóng và cuối cùng tráng bằng nƣớc lạnh vô trùng. Bia đƣợc chiết vào chai trên máy chiết chai tự động làm việc theo nguyên tắc đẳng áp. Sau khi chiết xong chai đƣợc qua máy dập nút và cuối cùng ra khỏi băng truyền. 4.4.4. Thanh trùng bia. Bia thành phẩm vẫn còn chứa một số tế bào còn sống (nấm men thuần chủng, các vi sinh vật lạ khác), một số vi sinh vật ngoại lai nhƣ vi khuẩn axetic, nhóm coli và nhiều loại khác. Không thể phát triển đƣợc trong bia vì không có oxy. Một số loài nấm men dại, vi khuẩn lactic thuộc nhóm Sarcira (pediococus) dễ dàng phát triển trong bia. Xử lý nhiệt là giải pháp đơn giản, hiệu quả. Hiện nay có hai phƣƣơng pháp thanh trùng: Thanh trùng cả khối và thanh trùng trong bao bì (chai, lon, hộp). Phƣƣơng pháp thanh trùng trong bao bì đƣợc dùng phổ biến. Thiết bị chuyên dùng là tunel phun tự động. Theo đƣờng chuyển động, tunel chia thành 5 vùng, đƣợc phun vƣới nƣớc nóng có nhiệt độ khác nhau. Vùng 1: 45OC; Vùng 2: 60OC; Vùng 3: 45 O C; Vùng 4: 35 O C và vùng 5: 25 O C. 4.4.5. Bảo quản bia Việc bảo quản bia chỉ đƣợc thực hiện sau khi hấp thanh trùng, nhằm tiêu diệt các vi sinh vật có hại. Sau đó bia đƣợc bảo quản nơi khô ráo, sạch sẽ và thoáng mát. 128 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 4 1. Phân biệt quá trình lên men chinh, lên men phụ và tàng trữ. 2. Quá trình xảy ra khi lên men chính. 3. Quá trình xảy ra khi lên men phụ. 4. Trình bày các phƣƣơng pháp lên men bia hiện đại. 129 THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Bài 1: Xác định độ ẩm của nguyên liệu theo phƣƣơng pháp sấy I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ ẩm của nguyên liệu + Hình thành kỹ năng cân và làm nguội trong bình hút ẩm + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ ẩm của nguyên liệu + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị + Thiết bị: Tủ sấy + Dụng cụ: Chén sứ, cân điện tử, bình hút ẩm, kẹp gỗ 2. Nguyên liệu, hoá chất Bột malt, bột gạo 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Điều kiện tiến hành Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Cân chén sứ Cân điện tử, chén sứ, bột Điều chỉnh cân về 0, sau đó đặt chén lên, đọc và ghi kết quả (c) Khối lƣợng trên cân không đƣợc dao động 2 Cân mẫu Cân điện tử, chén sứ Sau khi ghi khối lƣợng chén sứ, cho khoảng 5g nguyên liệu vào chén, ghi khối lƣợng cả chén sứ và nguyên liệu ( a ) Khối lƣợng trên cân không đƣợc dao động 3 Sấy mẫu Tủ sấy, mẫu Cho mẫu vào tủ sấy, đặt chế độ sấy theo yêu cầu t 0 = 105 0 C Thời gian: 3h 4 Làm nguội, cân Bình hút ẩm, cân điện tử Dùng kẹp gỗ lấy mẫu ra cho ngay vào bình hút ẩm để giảm nhiệt Giảm đến nhiệt độ thƣờng 130 độ. Sau đó cân lại và ghi khối lƣợng ( b1) 5 Sấy Tủ sấy, mẫu Cho mẫu vào tủ sấy, đặt chế độ sấy theo yêu cầu t 0 = 105 0 C Thời gian: 30 –60 phút 6 Làm nguội, cân Bình hút ẩm, cân điện tử Dùng kẹp gỗ lấy mẫu ra cho ngay vào bình hút ẩm để giảm nhiệt độ. Sau đó cân lại và ghi khối lƣợng ( b2) Giảm đến nhiệt độ thƣờng 7 So sánh kết quả So sánh kết quả giữa hai lần cân liên tiếp: b1 và b2 Nếu b1 – b2 < 0, 001g thì quá trình sấy kết thúc 8 Tính kết quả a - b W = 100% a - c a- Khối lƣợng của chén sứ và nguyên liệu trƣớc khi sấy, g b- Khối lƣợng của chén sứ và nguyên liệu sau khi sấy, g c- Khối lƣợng của chén sứ, g IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 b2 > b1 Do mẫu hút ẩm ỏ trong môi trƣờng không khí - Khi lấy mẫu ra khỏi tủ sấy ở điều kiện nhiệt độ cao phải cho ngay vào bình hút ẩm - Nên sử dụng cân có tủ chắn gió 2 ẩm không bay hơi ẩm đọng lại trên nắp chén sứ Khi sấy ta phải bỏ nắp raK 3 Cháy mẫu Nhiệt độ sấy cao quá Khống chế nhiệt độ sấy 105 0 C V. Phân công công việc - 3 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (1 mẫu bột malt 1 + 1 mẫu bột gạo) 131 Bài 2: Xác định hàm lƣợng tinh bột theo phƣƣơng pháp thuỷ phân bằng axit HCl I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định hàm lƣợng tinh bột theo phƣƣơng pháp thuỷ phân bằng axit HCl + Hình thành kỹ năng cân, định mức, lọc và chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc hàm lƣợng tinh bột trong nguyên liệu + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Cân phân tích, bếp điện, xoong, bình tam giác 250 ml, ống sinh hàn khí, bình định mức 250 ml, giấy lọc (bông b), phễu, ống đong 100 ml, pipet 20 ml, pipet 10 ml, buret, lƣƣới amiăng. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Tinh bột gạo, malt + Hoá chất: HCl 2%, nƣớc cất, metyl dacam, NaOH đặc, ferixyanua 1%, KOH 2,5N, methylen xanh 0,5%. 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Thuỷ phân tinh bột Cân phân tích,?250 ml, ống sinh hàn khí, bếp điện, xoong, - Cân 2 g bột vào?250 ml - Cho 100 ml HCl 2% - Đậy nút cao su, nối ống sinh hàn khí, và đun cách thuỷ. Mức nƣớc trong nồi phải luôn cao hơn mức chất lỏng trong bình Đun sôi để thuỷ phân 2 h 2 Trung hoà Dịch thuỷ phân, metyl dacam, - Làm nguội đến 300C - Nhỏ 4 –5 giọt metyl dacam Trung hoà tƣới đổi mầu 132 NaOH đặc - Đổ NaOH đặc lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt NaOH đặc vào bình tam giác mẫu, lắc đều 3 Định mức mẫu, bình định mức 250 ml - Chuyển toàn bộ dịch thuỷ phân vào bình định mức - Thêm từng giọt nƣớc cất tƣới vạch định mức 4 Lọc mẫu, giấy lọc, phễu - Gấp giấy lọc đặt lên phễu - Đổ dịch lọc vào phễu, dịch trong chứa vào một bình tam giác khác Dịch lọc phải trong 5 Xác định hàm lƣợng đƣờng dịch trong, ống đong, pipet, bếp điện, lƣƣới amiăng, - Cho vào bình?250 ml: 20 ml ferixyanua, 5 ml KOH 2,5N, 3- 4 giọt methylen xanh 0,5%, lắc đều (Nếu dịch đƣờng có nồng độ bé hơn 0,25% thì lấy 10 ml ferixya - nua, 2,5 ml KOH 2,5N) - Đun sôi trong 1-2 phút - Chuẩn độ bằng dịch đƣờng loãng Mầu chuyển từ xanh sang tím hồng và cuối cùng là mầu vàng da cam 6 Tính kết quả a. 250. 100 TB = 0,9 [%] b. m a- Số g glucoza tƣƣơng ứng 20 ml ferixyanua kali, a = 0,0225 g b- Số ml dịch đƣờng loãng tiêu hao khi định phân m- Số g bột đem thuỷ phân 0,9- Hệ số chuyển glucoza thành tinh bột IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: 133 TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Thuỷ phân không triệt để - Mức nƣớc thấp hơn mức dịch - Duy trì không đúng nhiệt độ - Luôn theo dõi mức nƣớc, bổ xung khi cần thiết - Duy trì đúng nhiệt độ 2 Tổn thất đƣờng glucoza Trung hoà dịch thuỷ phân ở nhiệt độ cao Làm lạnh dịch xuống 30 0C trƣớc khi trung hoà 3 Mẫu chuẩn có mầu tím hồng hoặc vàng đậm Do thiếu hoặc thừa dung dịch đƣờng loãng khi chuẩn độ - Nhỏ từ từ từng giọt, và lắc đều - Chú ý quan sát biến đổi mầu V Phân công công việc - 5 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (1 mẫu bột malt 1 + 1 mẫu bột gạo) 134 Bài 3: Xác định độ cứng của nƣớc theo phƣƣơng pháp Vactơ và Praypherơ I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ cứng của nƣớc theo phƣƣơng pháp Vactơ và Praypherơ + Hình thành kỹ năng định mức và chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ cứng tạm thời, độ cứng chung của một loại nƣớc bất kỳ + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bếp điện, lƣƣới amiăng, bình tam giác 250 ml, ống đong 100 ml, bình định mức 250 ml, cốc đong, phễu, buret. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Nƣớc sinh hoạt + Hoá chất: HCl 0,1N, methyl dacam, hỗn hợp NaOH 0,1N + Na2CO3 0, 1N theo tỉ lệ 1:1, nƣớc cất. 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật I Độ cứng tạm thời (DTT) 1 Chuẩn bị mẫu ?250 ml, ống đong, nƣớc - Đong 100 ml nƣớc cứng cho vào?250 ml - Thêm 4 – 5 giọt methyl dacam 0,1% 2 Chuẩn độ Mẫu, buret - Đổ HCl 0, 1N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt HCl 0, 1 N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Xuất hiện mầu hồng nhạt bền trong 30 giây 3 Tính kết quả DTT = 2,8. V V- Số ml HCl 0, 1N tiêu hao khi chuẩn độ 135 II Độ cứng chung (DC) 1 Chuẩn bị mẫu Mẫu xác định DTT, bếp điện, lƣƣới amiăng, ống đong - Thêm 20 ml hỗn hợp NaOH 0,1N + Na2CO3 vào mẫu vừa xác định DTT - Đun sôi 3 phút - Làm nguội Hỗn hợp NaOH 0,1N + Na2CO3 phải đƣợc pha sẵn trƣớc khi dùng 2 Định mức Mẫu, bình định mức, phễu - Chuyển toàn bộ vào bình định mức - Thêm từng giọt nƣớc cất đến vạch Định mức tƣới 250 ml 3 Lọc Mẫu, giấy lọc, phễu, bình tam giác - Gấp giấy lọc đặt lên phễu - Đổ dịch lọc vào phễu, dịch trong chứa vào một bình tam giác khác Dịch lọc phải trong 4 Lấy mẫu thí nghiệm Dịch lọc, ống đong,?250 ml Đong 100 ml dịch lọc cho vào bình tam giác 250 ml 5 Chuẩn độ ? 250 ml mẫu, cốc đong, buret, - Đổ HCl 0, 1N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt HCl 0, 1 N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Xuất hiện mầu hồng nhạt bền trong 30 giây 6 Tính kết quả Đc = ( 20 – 2,5n ) .2,8 n- Số ml HCl 0, 1N tiêu hao khi định phân 2,8- Số g CaO tƣƣơng đƣƣơng 1 ml dung dịch HCl IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Mẫu chuẩn có mầu trắng hoặc hồng đậm Do thiếu hoặc thừa dung dịch HCl 0, 1N khi chuẩn độ - Nhỏ từ từ từng giọt, và lắc đều - Chú ý quan sát biến đổi mầu V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu 136 Bài 4: Xác định hàm lƣợng chất đắng chung trong hoa houblon I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định hàm lƣợng chất đắng chung trong hoa houblon + Hình thành kỹ năng cân, lấy mẫu và chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc hàm lƣợng chất đắng trong hoa + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Cân điện tử, bình tam giác nút mài 100 ml, bình tam giác 250 ml, ống đong 100 ml, pipet, buret. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Hoa houblon dạng cánh + Hoá chất: Ether ethylic, phenolphtalein 1% trong cồn, KOH 0,02N 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị dịch chiết (chuẩn bị mẫu) cân điện tử,?100 ml, ether ethylic, hoa houblon, ống đong 100 ml Xé nhỏ hoa sau đó cân 2 g hoa cho vào bình tam giác, thêm 60ml ether ethylic rồi đậy kín nút tránh bay hơi - Hoa đƣợc xé nhỏ - Cân đong chính xác (ghi chính xác chỉ số trên cân và ống đongg) 2 Chiết Bình tam giác 100 có chứa hoa và dung môi Để 1 h, cứ 5 – 6 phút lắc 1 lần. Để yên 2 h, không để hoa bám trên thành bình 137 3 Lấy mẫu dịch chiết, pipet,?250 ml Dùng pipet hút 10 ml dịch chiết cho vào bình?250 ml, thêm 3 – 4 giọt chỉ thị phenolphtalein 4 Chuẩn độ mẫu, buret - Đổ KOH 0, 02N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt KOH 0, 02 N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Chuyển từ mầu xanh sang mầu gạch xẫm 5 Tính kết quả V. 0,008. 60 W = 100% 2. 10 V- Thể tích dung dịch KOH 0, 02 N tiêu hao khi định phân, ml 0, 008 – Lƣợng g chất đắng tƣƣơng ứng vƣới 1 ml dung dịch KOH 0,02 N 60- Thể tích ether ethylic, ml 2- Khối lƣợng hoa huoblon, g 10- Thể tích dịch chiết đem phân tích, ml IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Tổn thất hoa Cân trƣớc khi xé hoa Chú ý xé hoa trƣớc sau đó mƣới cân 2 Dịch chiết đục - Không để lắng 2 h - Khi hút cắm pipet sâu xuống đáy bình -Trong thời gian lắng 2 h không đƣợc lắc - Khi hút cắm pipet trên bề mặt dịch, hút nhẹ nhàng 3 Quá mầu Thừa KOH 0,02 N Nhỏ từ từ từng giọt, lắc cho tan hết rồi mƣới nhỏ giọt tiếp theo V. Phân công công việc - 1 học sinh / mẫu (mỗi mẫu 2 gam hoa m) 138 Bài 5: Xác định độ hoà tan của malt theo phƣƣơng pháp tiêu chuẩn I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ hoà tan của malt theo phƣƣơng pháp tiêu chuẩn + Hình thành kỹ năng cân, nâng nhiệt, duy trì nhiệt độ và đo tỉ trọng + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ hoà tan của malt + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Cân kỹ thuật, cốc 500 ml, bếp điện, xoong, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, giấy lọc (bông b), phễu, ống đong 200 ml, tỷ trọng kế. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bột malt + Hoá chất: iot 1%, nƣớc cất. 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Thuỷ phân tinh bột (đƣờng hoá ®) cân phân tích, bột malt, ống đong, cốc đong, bếp điện, đũa thuỷ tinh, nhiệt kế, xoong, iot - Cân cốc 500 ml - Cân 50 g bột malt vào cốc - Rót 200 ml nƣớc có t0 = 48 - 50 0 C, khuấy đều - Đun ở 450C, T = 30 phút - Tăng nhiệt 700C, rót thêm 100 ml nƣớc có t0 = 70 0 C, khuấy đều, Duy trì ở 700C T = 1h để đƣờng hoá hoàn toàn (thử bằng dung dịch iôt không thấy xuất hiện mầu xanh t) 2 Cân Cân phân tích, cốc dịch thuỷ phân - Làm nguội đến nhiệt độ phòng - Lau khô phía ngoài cốc, tráng sạch đũa thuỷ tinh 139 - Thêm nƣớc cất để đạt 450g (không kể khối lƣợng cốc k) 3 Lọc Giấy lọc, phễu, bình tam giác, cốc dịch thuỷ phân - Gấp giấy lọc đặt lên phễu - Đổ dịch lọc vào phễu, dịch trong chứa vào một bình tam giác khác. Dịch lọc lúc đầu còn đục nên lọc lại Dịch lọc phải trong 4 Đo tỷ trọng tỷ trọng kế, dịch lọc, - Làm lạnh đến 200C - Đo tỷ trọng - Tra bảng phụ lục 1 biết đƣợc nồng độ dịch đƣờng theo trọng lƣợng 5 Tính kết quả e ( 800 + W ) E1 = % 100 - e e- Nồng độ dịch lọc tính theo % trọng lƣợng W – Độ ẩm của malt E1 . 100 E2 = % 100 – W E2- Độ hoà tan tính theo chất khô IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Sót tinh bột Chƣa đƣờng hoá hết Phải thử vƣới dung dịch iốt trƣớc khi kết thúc đƣờng hoá 2 Dịch đục - Rách giấy lọc - Tốc độ lọc nhanh - Kiểm tra giấy lọc - Lọc lại lƣợng dịch ban đầu V. Phân công công việc - 3 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (mỗi mẫu 50 gam bột maltm) 140 Bài 6: Xác định độ hoà tan của gạo I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ hoà tan của gạo + Hình thành kỹ năng cân, nâng nhiệt, duy trì nhiệt độ và đo tỉ trọng + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ hoà tan của gạo + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Cân kỹ thuật, cốc 500 ml, bếp điện, xoong, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, giấy lọc (bông b), phễu, ống đong 200 ml, tỷ trọng kế. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bột malt, bột gạo + Hoá chất: nƣớc cất. 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Hồ hoá bột gạo cân phân tích, bột malt, ống đong, cốc đong, bếp điện, đũa thuỷ tinh, xoong, nhiệt kế - Cân cốc 500 ml - Cân 25 g bột gạo vào cốc - Rót 200 ml nƣớc cất, khuấy đều - Đun để nâng nhiệt độ đến 900C Tinh bột đƣợc hồ hoá hoàn toàn 2 Dịch hoá Cân phân tích, mẫu, nhiệt kế, nƣớc, bột malt, bếp điện, nhiệt kế, xoong - Thêm nƣớc cất để làm nguội hỗn hợp trong cốc đến nhiệt độ 70 – 750C - Cho 1 g bột malt vào Dịch hoá hoàn toàn tinh bột 141 - Đun sôi, T = 5 - 10 phút 3 Đƣờng hoá Mẫu, bếp điện, xoong, malt, nƣớc, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, - Làm nguội xuống 45 0 C, để vào nồi có nhiệt độ 450C - Cho 24 g malt vào - Thêm 100 ml nƣớc cất có nhiệt độ 450C - Tăng lên 700C vƣới tốc độ tăng nhiệt là 10C/ phút - Thêm 50 ml nƣớc cất 700C - Giữ ở 450C trong 30 phút - Duy trì ở 70 0 C trong 1h 4 Cân Cân phân tích, mẫu - Làm nguội đến nhiệt độ phòng - Lau khô phía ngoài cốc, tráng sạch đũa thuỷ tinh - Thêm nƣớc cất để đạt 450g (không kể khối lƣợng cốc k) - Thời gian làm nguội khoảng 10- 15 phút - Độ chính xác 0,1g 5 Lọc Giấy lọc, phễu, bình tam giác, cốc dịch đƣờng hoá - Gấp giấy lọc đặt lên phễu - Đổ dịch đƣờng hoá vào phễu, dịch lọc chứa vào một bình tam giác khác - Dịch lọc phải trong - 100 ml dịch lọc lúc đầu còn đục nên lọc lại 6 Đo tỷ trọng tỷ trọng kế, dịch lọc, - Làm lạnh đến 20 0 C - Đo tỷ trọng - Tra bảng phụ lục 1 biết đƣợc nồng độ dịch đƣờng theo trọng lƣợng 142 7 Tính kết quả - Độ hoà tan của gạo tính theo % trọng lƣợng: P (1600 + Wm + Wg ) Eg1 = - Em (%) 100 - P P- Nồng độ dịch lọc tính theo % trọng lƣợng Wm – Độ ẩm của malt (%) Wg - Độ ẩm của gạo (%) Em - Độ hoà tan của malt (%) 1600 – Lƣợng nƣớc đƣa vào tính cho 100 g gạo - Độ hoà tan của gạo tính theo % chất khô: 100 . Eg1 Eg2 = (%) 100 . Wg E2- Độ hoà tan tính theo chất khô IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Sót tinh bột Chƣa đƣờng hoá hết Phải thử vƣới dung dịch iốt trƣớc khi kết thúc đƣờng hoá 2 Dịch đục - Rách giấy lọc - Tốc độ lọc nhanh - Kiểm tra giấy lọc - Lọc lại lƣợng dịch ban đầu 3 Cháy Nhiệt tăng cục bộ Duy trì đúng các khoảng nhiệt độ V. Phân công công việc - 3 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (mỗi mẫu 25 gam bột malt m + 25 gam bột gạo) 143 Bài 7: Làm môi trƣờng nuôi cấy nấm men bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp tiến hành làm môi trƣờng nuôi cấy + Hình thành kỹ năng cân, nâng nhiệt, lọc, chuẩn bị dụng cụ, thanh trùng + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Làm đƣợc môi trƣờng dinh dƣỡng có nồng độ chất khô 12 – 140Bx, đảm bảo vô trùng + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Nồi thanh trùng, chiết quang kế, cân đồng hồ, bếp điện, xoong, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, giấy lọc (vải), phễu, ống nghiệm, bình tam giác 250 ml, bình cầu 1lit. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bột malt, nƣớc mềm + Hoá chất: iốt 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị dụng cụ, nguyên liệu, Cân đồng hồ, bột malt, ống nghiệm,  250, bình cầu - Nút bông vào ống nghiệm, bình tam giác, bình cầu sạch khô - Cân 500g bột malt - Đong 2, 5 lit nƣớc Tỉ lệ malt / nƣớc = 1/ 5 2 Đƣờng hoá Nồi, xoong, bếp điện, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, bột malt, nƣớc - Đổ malt vào nồi cùng nƣớc - Tăng nhiệt tƣới 48 – 530C, giữ 20 Đƣờng hoá hoàn toàn (thử bằng dung dịch iôt không thấy xuất 144 – 30 phút - Tăng nhiệt lên 60 – 630C , giữ 30 phút - Tăng nhiệt đến 70 – 720C hiện màu xanht) 3 Lọc Dịch đƣờng hoá, vải lọc. - Lọc bằng vải lọc đã đƣợc giặt sạch và khô - Rửa bã bằng nƣớc nóng - Nhiệt độ lọc và nƣớc rửa 780C - Lƣợng nƣớc rửa bằng 1/3 lƣợng dịch 4 Phối chế Dịch lọc, nƣớc rửa, chiết quang kế - Đo nồng độ dịch lọc - Đo nồng độ nƣớc rửa - Phối chế giữa dịch lọc và nƣớc rửa Dich đƣờng có nồng độ 12 –14 0 Bx 5 Phân phối môi trƣờng Dịch đƣờng, phễu, ống nghiệm, bình tam giác, bình cầu - Tháo nút bông - Rót dịch đƣờng vào ống nghiệm, bình tam giác, bình cầu - Nút bông - Mỗi ống nghiệm 10 ml môi trƣờng - Mỗi bình tam giác 90 ml - Mỗi bình cầu 900 ml 6 Thanh trùng Nồi thanh trùng, dụng cụ chứa môi trƣờng - Mở nồi thanh trùng - Xếp môi trƣờng vào - Đậy nắp - Để thanh trung - Thời gian 1h 7 Làm nguội Dụng cụ chứa môi trƣờng - Giảm áp suất, nhiệt độ trong nồi thanh trùng - Lấy môi trƣờng ra cho vào tủ ấm 28 – 300C Sau 24h thanh trùng lại 145 Chú ý: Nếu làm môi trƣờng đặc thì phải cho thêm chất tạo đông nhƣ thạch, gelatin. Chất tạo đông sẽ cho vào thời điểm sau khi phối chế, đun nóng dịch 900C, cho chất tạo đông, lọc lại (lọc nóng), rồi mƣới phân phối môi trƣờng. IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Sót tinh bột Chƣa đƣờng hoá hết Phải thử vƣới dung dịch iốt trƣớc khi kết thúc đƣờng hoá 2 Dịch đục - Rách vải lọc - Tốc độ lọc nhanh - Kiểm tra vải lọc - Lọc lại lƣợng dịch ban đầu 3 Cháy Nhiệt tăng cục bộ Duy trì đúng các khoảng nhiệt độ 4 Môi trƣờng bị mốc - Không tiêu diệt hết vi sinh vật - Môi thƣờng bị dính lên miệng, bông - Hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn - Chú ý đặt thẳng dụng cụ chứa khi rót, dùng phễu khi rót V. Phân công công việc - 5 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (mỗi mẫu 500 gam bột malt m) 146 Bài 8: Cấy nhân giống nấm men bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh các phƣƣơng pháp cấy nhân giống + Rèn luyện kỹ năng lấy giống, cấy truyền + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Cấy truyền đạt yêu cầu + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Que cấy, đèn cồn, ống canh trƣờng, ống môi trƣờng 2. Nguyên liệu, hoá chất Cồn 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị dụng cụ Que cấy, đèn cồn, ống canh trƣờng, ống môi trƣờng - Đốt đèn cồn - Hơ que cấy trên ngọn lửa đèn cồn Đảm bảo que cấy vô trùng 2 Lâý canh trƣờng Đèn cồn, que cấy, ống canh trƣờng, ống môi trƣờng - Tay trái cầm hai ống nghiệm, một ống canh trƣờng và một ống môi trƣờng - Tay phải cầm que cấy vòng, nung đỏ trên đèn cồn - Dùng ngón tay út và lòng bàn tay phải mở nút bông, miệng ống đƣợc hơ trên ngọn lƣả đèn cồn - Cho que cấy vào ống canh trƣờng lấy i ít Đảm bảo vô trùng 147 3 Cấy truyền từ canh trƣờng đặc sang ống thạch nghiêng Đèn cồn, que cấy, ống canh trƣờng, ống môi trƣờng - Cho que cấy chứa canh trƣờng vào ống nghiệm chứa môi trƣờng - Kéo một đƣờng chữ chi từ đáy ống đến miệng - Rút que cấy ra, hơ miệng ống trên đèn cồn, đóng nút bông - Đảm bảo vô trùng - Không cho que cấy chạm vào thành ống Cấy truyền từ canh trƣờng đặc sang môi trƣờng lỏng Đèn cồn, que cấy, ống canh trƣờng, ống môi trƣờng - Lấy que cấy có giọt canh trƣờng mài nhẹ lên thành ống chỗ tiếp xúc vƣới môi trƣờng - Nghiêng ống nghiệm cho nó hoà tan vào môi trƣờng - Rút que cấy ra, hơ miệng ống trên đèn cồn, đóng nút bông - Đảm bảo vô trùng - Không cho que cấy chạm vào thành ống IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Môi trƣờng bị dính lên bông Tay cầm quá nghiêng Chú ý quan sát khi cầm 2 Môi trƣờng bị nhiễm (mốc) - Môi trƣờng chƣa hoàn toàn vô trùng - Vi sinh vật ở không khí rơi vào - Thanh trùng môi trƣờng hoàn toàn vô trùng - Thao tác nhanh, đúng kỹ thuật cạnh đèn cồn V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu 148 Bài 9: Kiểm tra chất lƣợng mem giống I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng men giống + Rèn luyện kỹ năng làm tiêu bản và soi kính hiển vi + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc chất lƣợng men giống + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Kính hiển vi, lá kính, phiến kính, đèn cồn, pipet 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: ống môi trƣờng nuôi cấy + Hoá chất: cồn 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị dụng cụ Đèn cồn, lá kính, phiến kính Lá kính, phiến kính rửa sạch, lau bằng cồn Đảm bảo vô trùng 2 Làm tiêu bản giọt ép Phần vi sinh 3 Làm tiêu bản sống nhuộm mầu Phần vi sinh 4 Làm tiêu bản chết nhuộm mầu Phần vi sinh 149 IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Vỡ phiến, lá kính Đánh rơi, cầm mạnh tay Cẩn thận trong thao tác 2 Không quan sát đƣợc Có bọt khí Điều chỉnh kính hiển vi chƣa rõ nét Làm tiêu bản đúng yêu cầu Chỉnh lại kính 3 Số lƣợng tế bào chết nhiều Hơ phiến kính, cố định vết bôi quá nhiệt Làm lại tiêu bản, cẩn thận khi hơ trên ngọn lửa đèn cồn V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu (Thực hiện 3 lầnT, mỗi lần 3 loại tiêu bản) 150 Bài 10: Xác định độ chua của bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ chua của bia + Hình thành kỹ lấy mẫu và chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ chua của bia + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bình tam giác 250 ml, ống đong 100 ml, cốc đong, buret, đũa thuỷ tinh. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bia chai, bia hơi + Hoá chất: NaOH 0,1N, phenolphtalein 1% trong cồn. 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị mẫu cốc đong đũa thuỷ tinhc Đổ bia vào cốc đong sau đó vừa lắc vừa khuấy để đuổi CO2 Đuổi hết CO2 2 Lấy mẫu mẫu, ống đong,?250 ml - Đong 50 ml bia cho vào bình?250 ml - Nhỏ 2- 3 giọt chỉ thị phenolphtalein 3 Chuẩn độ mẫu, buret - Đổ NaOH 0, 1N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt NaOH 0, 1N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Xuất hiện mầu hồng nhạt bền trong 30 giây 151 4 Tính kết quả V. 100 W = = 0, 2 V độ 50 . 10 V- Thể tích dung dịch NaOH 0, 1 N tiêu hao khi chuẩn độ, ml 50- Thể tích bia đem phân tích, ml 10- Hệ số quy dung dịch 0, 1N thành 1N 100- Hệ số quy thành độ chua IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Bia còn chứa CO2 Không đuổi hết CO2 - Đuổi hết CO2 - Chuẩn độ hai lần ở hai thời điểm khác nhau nếu kết quả không lệch nhau nhiều thì chứng tỏ CO2 đã hết 2 Mầu hồng đậm Thừa NaOH 0,1N Nhỏ từ từ từng giọt, lắc cho tan hết rồi mƣới nhỏ giọt tiếp theo V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu (mỗi mẫu 50 ml bia m) 152 Bài 11: Xác định hàm lƣợng CO2 của bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định hàm lƣợng CO2 trong bia + Hình thành kỹ lấy mẫu và chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc hàm lƣợng CO2 của bia + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bình tam giác 1000 ml, ống đong 100 ml, pipét, cốc đong, buret, đũa thuỷ tinh. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bia chai, bia hơi + Hoá chất: Na2CO3 0,2N, phenolphtalein 0,5% trong cồn, HCl 0,1N, nƣớc cất 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Mẫu thí nghiệm Lấy mẫu pipet,?1000ml, ống đong - Đong 50 ml Na2CO3 0, 2N vào?1000ml - Hút nhanh 25 ml bia - Thêm 400 ml nƣớc cất - Nhỏ 10 giọt chỉ thị phenolphtalein 0,5% Đầu pipet phải cắm ngập trong Na2CO3 0, 2N và cho chảy từ từ 153 Chuẩn độ mẫu, buret - Đổ HCl 0, 1N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt HCl 0, 1N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Mất mầu hồng 2 Mẫu kiểm chứng Chuẩn bị mẫu cốc đong, đũa thuỷ tinh Đổ bia vào cốc đong sau đó vừa lắc vừa khuấy để đuổi CO2 Đuổi hết CO2 Lấy mẫu ?1000ml, ống đong - Đong 50 ml bia cho vào?1000ml - Thêm 100 ml nƣớc cất - 10 giọt chỉ thị phenolphtalein 0,5% Chuẩn độ mẫu, buret - Đổ Na2CO3 0, 2N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt Na2CO3 0, 2N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Xuất hiện mầu hồng nhạt bền trong 30 giây 3 Tính kết quả X = [ ( 50 – 2n1) – n2 ] . 0,0044. 40 g/l 50- Thể tích Na2CO3 0, 2 N dùng ban đầu, ml n1- Thể tích HCl 0, 1N tiêu hao trong mẫu thí nghiệm, ml n2- Thể tích Na2CO3 0, 2N tiêu hao trong mẫu kiểm chứng, ml 0,0044- Lƣợng CO2 ứng vƣới 1 ml Na2CO3 0,2N, g 40- Hệ số chuyển thành lít 154 IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Mẫu kiểm chứng còn chứa CO2 Không đuổi hết CO2 - Đuổi hết CO2 - Chuẩn độ hai lần ở hai thời điểm khác nhau nếu kết quả không lệch nhau nhiều thì chứng tỏ CO2 đã hết 2 Bị mất CO2 trong mẫu thí nghiệm Thao tác chậm - Thao tác nhanh - Lấy bia ở chai mƣới lấy từ tủ lạnh ra - Cắm ngập đầu pipet vào Na2CO3 0,2N 3 Quá hoặc chƣa tƣới mầu quy định - Thừa hoặc thiếu HCl 0,1N - Thừa hoặc thiếu Na2CO3 0,2N Nhỏ từ từ từng giọt, lắc cho tan hết rồi mƣới nhỏ giọt tiếp theo 155 Bài 12: Xác định độ mầu của bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định độ mầu của bia + Hình thành kỹ lấy mẫu, chuẩn độ và so mầu + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc độ mầu của bia + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Cốc đong 200ml, ống đong 100 ml, buret, đũa thuỷ tinh. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bia chai, bia hơi + Hoá chất: Dung dịch iôt 0,1N. 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị mẫu bia cốc đong ống đongc - Đuổi hết CO2 - Đong 100 ml bia vào cốc 1 Bia đã đuổi hết CO2 2 Chuẩn bị mẫu so sánh cốc đong ống đongc, buret - Đong 100 ml nƣớc cất vào cốc 2 3 Chuẩn độ mẫu so sánh, buret, mẫu bia, iốt 0,1N - Đổ iốt 0, 1N lên buret, đuổi không khí và đƣa về vạch số 0 - Nhỏ từ từ từng giọt iốt 0, 1N vào bình tam giác mẫu, lắc đều Mầu ở cốc 2 bằng mầu dịch bia trong cốc thứ 1 4 Kết quả Số ml iot 0, 1N đã dùng biểu thị độ mầu của bia 156 IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Mầu của mẫu so sánh nhạt hơn mầu mẫu bia Chƣa đủ lƣợng iôt 0,1N Tiếp tục nhỏ thêm một vài giọt iốt 0,1N 2 Mầu của mẫu so sánh đậm hơn mầu mẫu bia Dƣ iôt 0,1N Khi chuẩn độ chú ý nhỏ từ từ từng giọt, lắc cho tan hết rồi mƣới nhỏ giọt tiếp theo V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu 157 Bài 13: Xác định hàm lƣợng rƣợu etylic trong bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh phƣƣơng pháp xác định hàm lƣợng rƣợu etylic trong bia + Hình thành kỹ chƣng và đo độ rƣợu hoặc đo tỷ trọng của dịch + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc hàm lƣợng rƣợu trong bia + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bếp điện, xoong, nhiệt kế, bình cầu 1 lit, bộ cất cồn, giấy lọc, rƣợu kế thuỷ tinh, (tỷ trọng kế thuỷ tinh t), ống đong 250 ml. 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bia chai, bia hơi + Hoá chất: Nƣớc cất. 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Cất rƣợu Bếp điện, xoong, bộ cất cồn, nhiệt kế, bia, nƣớc cất, giấy lọc - Đặt chai bia vào nồi cách thuỷ t0 = 200C, T = 20phút - Lấy 250 ml bia cho vào bình cầu 1 lit, sau đó tráng sạch bình bằng 250 ml nƣớc cất - Lắp sơ đồ và tiến hành cất cồn - Đặt bình B vào nồi t0 = 20 0 C, T = 15 - 20phút - Thêm nƣớc cất đến ngấn bình, thấm khô Cất cho đến khi chỉ còn 2 –3 ml nữa thì đầy tƣới ngấn bình 158 trong cổ bình 2 Đo nồng độ rƣợu bằng rƣợu kế thuỷ tinh ống đongè, rƣợu kế - Đổ dung dịch rƣợu vào ống đong 250 ml - Từ từ nhúng rƣợu kế vào, đọc kết quả, đọc 2- 3 lần để lấy kết quả trung bình - Dịch đƣợc làm lạnh đến 200C (Nếu đo ở nhiệt độ khác thì phải quy về 20NC) - Rƣợu kế nổi tự do 3 Đo nồng độ rƣợu bằng tỷ trọng kế thuỷ tinh ống đong, tỷ trọng kế thuỷ tinh - Đổ dung dịch rƣợu vào ống đong 250 ml - Từ từ nhúng tỷ trọng kế vào, đọc kết quả, đọc 2-3 lần để lấy kết quả trung bình, sau đó tra bảng phụ lục 2 đƣợc nồng độ - Dịch đƣợc làm lạnh đến 200C (Nếu đo ở nhiệt độ khác thì phải quy về 20NC theo bảng phụ lục3) - Tỷ trọng kế nổi tự do IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Không chƣng đƣợc - Lắp sai - Kiểm tra kỹ trƣớc khi lắp - Lắp theo thứ tự, kiểm tra lại 2 Tổn thất rƣợu Lắp không khít - Kiểm tra trƣớc khi cất - Lắp lại hệ thống V. Phân công công việc - 5 học sinh / nhóm (3 mẫu 3) (mỗi mẫu 250 ml bia m) 159 Bài 14: Chế biến dịch đƣờng lên men bia không sử dụng nguyên liệu thay thế I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh các công đoạn chế biến dịch đƣờng lên men bia không sử dụng nguyên liệu thay thế + Hình thành cân, điều chỉnh nhiệt độ, kiểm tra và điều chỉnh hàm lƣợng chất khô + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Chế biến đƣơc dịch đƣờng lên men bia có nồng độ 120Bx + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bếp điện, xoong, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, vải lọc, cân đồng hồ, ống đong 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bột malt, hoa huoblon, nƣớc + Hoá chất: dung dịch iốt 1% 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị nguyên liệu Cân đồng hồ, ống đong - Cân 1000 g bột malt - Đong 6000 ml nƣớc (tỷ lệ NL t / nƣớc = 1 /6 ) 2 Ngâm Xoong, bột malt - Đổ nƣớc 350C vào xoong - Đổ malt vào nồi khuấy đều Ngâm trong 30 phút 3 Đạm hoá và đƣờng hoá Bếp điện, xoong chứa - Nâng nhiệt độ lên 52 0 C, giữ 30 phút - Khuấy liên tục - Đƣờng hoá hoàn 160 dịch, đũa thuỷ tinh, nhiệt kế - Nâng lên 65 0 C, giữ 60 phút - Nâng lên 72 0 C, giữ 40 phút - Nâng lên 78 0 C, đem lọc toàn 4 Lọc và rửa bã vải lọc - Lọc bằng vải lọc đã đƣợc giặt sạch và khô (Lƣợng dịch ban đầu đục cần lọc lạiL) - Rửa bã bằng nƣớc nóng - Nhiệt độ lọc và nƣớc rửa 780C - Lƣợng nƣớc rửa bằng 1/3 lƣợng dịch 5 Nấu hoa Dịch đƣờng, hoa houblon - Đun sôi 10 phút - Cho 1/2 lƣợng hoa, giữ sôi 1h - Cho 1/2 lƣợng hoa, giữ sôi 30 phút - Lọc bã hoa - Nhiệt độ sôi - Tổng thời gian là 100 phút IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng, khắc phục: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Cháy nồi Nhiệt độ cao cục bộ Khuấy liên tục, và đều 2 Dịch lọc đục - Tốc độ lọc nhanh - Vải lọc bị rách - Kiểm tra vải lọc trƣớc khi lọc - Lọc lại lƣợng dịch ban đầu V. Phân công công việc - 5 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (mỗi mẫu 100 gam malt m) 161 Bài 15: Chế biến dịch đƣờng lên men bia có sử dụng nguyên liệu thay thế I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh các công đoạn chế biến dịch đƣờng lên men bia có sử dụng nguyên liệu thay thế + Hình thành kỹ năng cân, điều chỉnh nhiệt độ, kiểm tra và điều chỉnh hàm lƣợng chất khô + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Chế biến đƣợc dịch đƣờng lên men bia có hàm lƣợng 120Bx + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bếp điện, xoong, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, vải lọc, cân đồng hồ, ống đong 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Bột malt, bột gạo, hoa huoblon, nƣớc + Hoá chất: dung dịch iốt 1% 3. Thời gian: 8h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị nguyên liệu Cân đồng hồ, ống đong - Cân 700 g bột malt - Cân 300 g bột gạo - Cân 30 g bột malt (từ 700 gt) - Đong 6000 ml nƣớc - Đong 2100 ml nƣớc - Tỷ lệ malt / nƣớc = 1 /6 - Tỷ lệ gạo / nƣớc = 1/8 2 Dịch hóa Xoong, bếp điện, bột gạo, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh - Đổ nƣớc 350C vào xoong - Đổ 30 g bột malt - Đổ 300 g bột gạo vào nồi, khuấy đều - Nâng lên 85 0 C, giữ 30 - Khuấy liên tục - Hồ hoá hoàn toàn tinh bột 162 phút - Nâng 100 0 C, giữ 60 phút 3 Đạm hoá và đƣờng hoá Bếp điện, xoong chứa dịch, đũa thuỷ tinh, nhiệt kế - Đổ nƣớc 350C vào xoong - Đổ malt vào nồi khuấy đều, ngâm - Chuyển dịch cháo sang nồi malt đạt 520C, giữ 30 phút - Nâng lên 65 0 C, giữ 60 phút - Nâng lên 72 0 C, giữ 40 phút - Nâng lên 78 0 C, đem lọc -Ngâm trong 30 phút - Khuấy liên tục - Đƣờng hoá hoàn toàn 4 Lọc và rửa bã vải lọc - Lọc bằng vải lọc đã đƣợc giặt sạch và khô (Lƣợng dịch ban đầu đục cần lọc lạiL) - Rửa bã bằng nƣớc nóng - Nhiệt độ lọc và nƣớc rửa 780C - Lƣợng nƣớc rửa bằng 1/3 lƣợng dịch 5 Nấu hoa Dịch đƣờng, hoa houblon - Đun sôi 10 phút - Cho 1/2 lƣợng hoa, giữ sôi 1h - Cho 1/2 lƣợng hoa, giữ sôi 30 phút - Lọc bã hoa - Nhiệt độ sôi - Tổng thời gian là 100 phút 163 IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng, khắc phục: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Cháy nồi Nhiệt độ cao cục bộ Khuấy liên tục, và đều 2 Dịch lọc đục - Tốc độ lọc nhanh - Vải lọc bị rách - Kiểm tra vải lọc trƣớc khi lọc - Lọc lại lƣợng dịch ban đầu V. Phân công công việc - 5 học sinh / nhóm (2 mẫu 2) (mỗi mẫu 700 kg malt m + 300 kg gạo) 164 Bài 16: Kiểm tra dịch lên men bia I. Mục đích yêu cầu: 1. Mục đích: + Trang bị cho học sinh các chỉ tiêu kiểm tra, và phƣƣơng pháp kiểm tra đối vƣới dịch lên men bia + Rèn luyện kỹ năng lấy mẫu, chuẩn độ + Rèn luyện tinh thần trách nhiệm, ý thức kỷ luật lao động 2. Yêu cầu: + Thao tác chuẩn xác các bƣớc + Xác định đƣợc các chỉ tiêu của dịch lên men: 0Bx, độ chua, độ đƣờng, độ cồn... + Đảm bảo vệ sinh và an toàn II. Điều kiện tiến hành: 1. Dụng cụ, thiết bị Bếp điện, chiết quang kế, rƣợu kế thuỷ tinh, lƣƣới amiăng, bộ chƣng cất cồn, bình tam giác, buret, pipet 2. Nguyên liệu, hoá chất + Nguyên liệu: Dịch lên men bia + Hoá chất: NaOH 0,1N, chỉ thị phenolphtalein, ferixyanua 1%, KOH 2,5N, methylen xanh 0,5%. 3. Thời gian: 4h III.Trình tự tiến hành: TT Nội dung công việc Thiết bị, dụng cụ nguyên liệu Phƣƣơng pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị dụng cụ - Dụng cụ thuỷ tinh đem rửa, sấy khô - Hoá chất pha sẵn - Dụng cụ sạch, khô - Hoá chất đúng nồng độ 2 Kiểm tra nhiệt độ Nhiệt kế, dịch lên men Đọc nhiệt độ trên nhiệt kế gắn vƣới tủ lên men 3 Đo 0Bx chiết quang kếc, dịch lên men - Điều chỉnh chiết quang kế về 0 bằng 1 giọt nƣớc cất - Nhỏ 1 giọt dịch lên men lên phiến kính của chiết quang kế - Chiết quang kế trƣớc khi đo phải về 0 165 - Đọc kết quả 4 Xác định độ chua buret, pipet, , dịch lên men, NaOH, chỉ thị Dùng phƣƣơng pháp chuẩn độ bằng NaOH 0, 1N vƣới sự trợ giúp của phenolphtalein (Trong xác định độ chua của bia) 5 Xác định hàm lƣợng đƣờng dịch lên men, ferixyanua 1%, KOH 2,5N, methylen xanh 0,5%. Dùng phƣƣơng pháp kali ferxianua (Trong xác định hàm lƣợng đƣờng) 6 Xác định hàm lƣợng cồn Dịch lên men, bộ chƣng cất cồn, rƣợu kế - Lắp hệ thống cất cồn - Chƣng - Đo nồng độ bằng rƣợu kế (Trong xác định hàm lƣợng cồn T) IV. Các sai hỏng thƣờng gặp và biện pháp đề phòng, khắc phục: TT Các sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp đề phòng, khắc phục 1 Mầu hồng đậm (Xác định độ chuaX) Thừa NaOH 0,1N Nhỏ từ từ từng giọt, lắc cho tan hết rồi mƣới nhỏ giọt tiếp theo 2 Mẫu chuẩn có mầu tím hồng hoặc vàng đậm (xác định đƣờngx) Do thiếu hoặc thừa dung dịch đƣờng loãng khi chuẩn độ - Nhỏ từ từ từng giọt, và lắc đều - Chú ý quan sát biến đổi mầu 3 Không chƣng đƣợc (Xác định cồnX) - Lắp sai - Kiểm tra kỹ trƣớc khi lắp - Lắp theo thứ tự, kiểm tra lại 4 Tổn thất rƣợu (Xác định cồnX) Lắp không khít - Kiểm tra trƣớc khi cất - Lắp lại hệ thống V. Phân công công việc - 1 học sinh / 3 mẫu 166 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Quan hệ giữa tỷ trọ